کوتوله‌های سفید می‌توانند جلوی پیر شدن خود را بگیرند!

به گزارش مستقل آنلاین به نقل از ناسا، یک گروه بین‌المللی از ستاره‌شناسان، نخستین شواهد مربوط به کوتوله‌های سفید را کشف کرده‌اند که نشان می‌دهد کوتوله‌های سفید با سوزاندن هیدروژن می‌توانند سرعت پیری خود را کاهش دهند.

"جیانکسینگ چن" (Jianxing Chen)، پژوهشگر "دانشگاه بولونیا" (UNIBO) ایتالیا گفت: ما شواهدی را یافته‌ایم که نشان می‌دهند کوتوله‌های سفید هنوز می‌توانند فعالیت گرماهسته‌ای پایداری داشته باشند. این موضوع، بسیار شگفت‌آور بود زیرا با آنچه که تصور می‌شد، مغایرت دارد.

کوتوله‌های سفید، ستارگانی هستند که به آرامی سرد می‌شوند و در آخرین مراحل زندگی، لایه‌های خارجی خود را بیرون می‌ریزند. حدود ۹۸ درصد از ستارگان جهان، نهایتا به کوتوله‌های سفید تبدیل می‌شوند. بررسی مراحل خنک شدن، به ستاره‌شناسان کمک می‌کند تا نه تنها کوتوله‌های سفید، بلکه مراحل ابتدایی زندگی آنها را درک کنند.

ستاره‌شناسان برای بررسی فیزیک ورای تکامل کوتوله‌های سفید، دو نمونه در حال خنک شدن از آنها را در دو مجموعه بزرگ از ستارگان مورد بررسی قرار دادند؛ خوشه‌های کروی ستاره‌ای  موسوم به "مسیه ۳" (M3) و "مسیه ۱۳" (M13). ویژگی‌های فیزیکی بسیاری مانند سن و فلزینگی میان این دو خوشه کروی، مشترک است اما جمعیت ستارگانی که در نهایت به ایجاد کوتوله‌های سفید منجر می‌شوند، در آنها تفاوت دارد.

رنگ کلی ستارگان در مرحله تکاملی موسوم به "شاخه افقی" (Horizontal Branch) خوشه مسیه ۱۳، معمولا آبی‌تر است که جمعیت ستارگان گرم‌تر را نشان می‌دهد. این موضوع، مسیه ۳ و مسیه ۱۳ را به یک آزمایشگاه طبیعی بی‌نقص تبدیل می‌کند که در آن می‌توان نحوه سرد شدن جمعیت‌های گوناگون کوتوله‌های سفید را آزمایش کرد.

چن ادامه داد: کیفیت فوق‌العاده مشاهدات "تلسکوپ فضایی هابل" (Hubble Space Telescope)، دید کاملی در مورد جمعیت ستارگان این دو خوشه کروی در اختیار ما گذاشت و به ما امکان داد تا نحوه تکامل ستارگان را در مسیه ۳ و مسیه ۱۳ با یکدیگر مقایسه کنیم.

این گروه پژوهشی با استفاده از دوربین "WFC3" تلسکوپ فضایی هابل، مسیه ۳ و مسیه ۱۳ را در طول موج‌های نزدیک ماوراءبنفش مورد بررسی قرار دادند. این کار به آنها امکان داد تا بیش از ۷۰۰ کوتوله‌ سفید را در این دو خوشه مقایسه کنند. آنها دریافتند که مسیه ۳، کوتوله‌های سفید استانداردی را در بر دارد که هسته‌های ستاره‌ای را به سادگی خنک می‌کنند. از سوی دیگر مسیه ۱۳، دو جمعیت از کوتوله‌های سفید را در بر دارد؛ کوتوله‌های سفید استاندارد و آن دسته از کوتوله‌های سفید که با استفاده از هیدروژن می‌توانند برای مدت طولانی‌تری بسوزند و در نتیجه با سرعت پایین‌تری سرد شوند.

پژوهشگران به واسطه مقایسه نتایج به دست آمده با شبیه‌سازی‌های رایانه‌ای تکامل ستاره‌ای در مسیه ۱۳، توانستند نشان دهند که تقریبا ۷۰ درصد از کوتوله‌های سفید موجود در مسیه ۱۳، هیدروژن روی سطح خود را می‌سوزانند و سرعت خنک شدن خود را کاهش می‌دهند.

این کشف می‌تواند پیامدهایی به همراه داشته باشد و به ستاره‌شناسان در اندازه‌گیری سن ستارگان راه شیری کمک کند. تکامل کوتوله‌های سفید پیشتر به عنوان یک فرآیند قابل پیش‌بینی برای خنک شدن، مدل‌سازی شده است. این رابطه مستقیم میان سن و دما، ستاره‌شناسان را ترغیب کرد تا از سرعت خنک شدن کوتوله‌های سفید به عنوان یک ساعت طبیعی برای تعیین سن خوشه‌های ستاره‌ای استفاده کنند.

"فرانچسکو فرارو" (Francesco Ferraro)، از پژوهشگران این پروژه گفت: کشف ما، تعریف کوتوله‌های سفید را به چالش می‌کشد. ما در حال بررسی سایر خوشه‌های مشابه مسیه ۱۳ هستیم تا شرایطی را که ستارگان را به حفظ پوشش نازک هیدروژن وادار می‌کند و به پیر شدن آنها منجر می‌شود، مورد بررسی قرار دهیم.

این پژوهش، در مجله "Nature Astronomy" به چاپ رسیده است.