کشف قدیمی ترین بقایای سیاره ای در کهکشان راه شیری - مجله نیلوفری

به گزارش فیز، اخترشناسان به رهبری دانشگاه وارویک(Warwick) قدیمی ترین ستاره در کهکشان ما را شناسایی نموده اند که در حال جمع آوری بقایای سیاره های کوچک است و این موضوع آن را به یکی از قدیمی ترین منظومه های سیاره ای سنگی و یخی کشف شده در کهکشان راه شیری تبدیل می نماید.

این یافته ها روز گذشته(5 نوامبر/14 آبان) در ماهنامه انجمن سلطنتی نجوم منتشر شد و نتایج آن نشان داد که یک کوتوله سفید کم نور که در فاصله 90 سال نوری از زمین واقع شده است به همراه بقایای منظومه سیاره ای در حال گردش به دور آن، بیش از 10 میلیارد سال قدمت دارند.

سرنوشت بیشتر ستارگان، از جمله ستاره هایی مانند خورشید کهکشان ما، تبدیل شدن به یک کوتوله سفید است. کوتوله سفید، ستاره ای است که تمام سوخت خود را مصرف نموده و لایه های بیرونی خود را از دست داده و اکنون در حال منقبض و سرد شدن است. در طی این فرآیند، هر سیاره ای که به دور آن می چرخد، دچار اختلال می گردد و در بعضی موارد از بین می رود و بقایای آن روی سطح کوتوله سفید می ریزد.

برای انجام این پژوهش گروهی از منجمان به رهبری دانشگاه وارویک، دو کوتوله سفید غیرمعمول را که به وسیله رصدخانه فضایی گایا(GAIA) آژانس فضایی اروپا شناسایی شده بودند، مدل سازی کردند. هر دو ستاره به وسیله بقایای سیاره ای آلوده شده بودند. یکی از آن ها به طور غیرمعمولی آبی رنگ بود، در حالی که دیگری کم نورترین و قرمزترین ستاره ای است که تا به امروز در کهکشان های محلی همسایه ما کشف شده است. محققان هر دو را مورد تجزیه و تحلیل بیشتر قرار دادند.

ستاره شناسان از داده های طیف سنجی و فتومتریک رصدخانه گایا، رصدگر انرژی تاریک(Dark Energy Survey) و ابزار X-Shooter در رصدخانه جنوبی اروپا استفاده کردند تا مدت زمان خنک شدن ستاره ها را دریابند. آنها فهمیدند که ستاره قرمز WDJ2147-4035 حدود 10.7 میلیارد سال دارد که 10.2 میلیارد سال از عمرش به عنوان یک کوتوله سفید در حال سرد شدن بوده است.

طیف سنجی شامل تجزیه و تحلیل نور ستاره در طول موج های مختلف است که می تواند مشخص کند که عناصر موجود در جو ستاره چه زمانی نور با رنگ های مختلف را جذب می نمایند و به مشخص اینکه چه عناصری به چه اندازه در جو وجود دارد، یاری می نماید. محققان با تجزیه و تحلیل طیف ستاره WDJ2147-4035، متوجه وجود فلزات سدیم، لیتیوم، پتاسیم و کربن شدند که آن را به قدیمی ترین کوتوله سفید آلوده به فلزات که تا به امروز کشف شده تبدیل کرد.

دومین ستاره آبی WDJ1922+0233 فقط کمی جوان تر از WDJ2147-4035 است و به وسیله زباله های سیاره ای با ترکیبی مشابه پوسته قاره زمین، آلوده شده است. این گروه علمی به این نتیجه رسیدند که رنگ آبی ستاره WDJ1922+0233، به رغم سطح سرد آن، ناشی از مخلوط غیرمعمولی از هلیوم و هیدروژن در جو آن است.

بقایای یافت شده در جو متشکل از هلیوم تقریبا خالص و جو گرانش بالای ستاره سرخ WDJ2147-4035 مربوط به یک منظومه سیاره ای قدیمی است که از تکامل ستاره به یک کوتوله سفید جان سالم به در برده است و باعث شد ستاره شناسان به این نتیجه برسند که این قدیمی ترین منظومه سیاره ای در مدار یک کوتوله سفید کشف شده در کهکشان راه شیری است.

نویسنده اصلی این پژوهش ابیگیل المز(Abbigail Elms) دانشجوی دکتری دپارتمان فیزیک دانشگاه وارویک می گوید: این ستارگان آلوده به فلز نشان می دهند که زمین منحصر به فرد نیست و منظومه های سیاره ای دیگری با اجرام سیاره ای مشابه زمین وجود دارند. 97 درصد از همه ستاره ها تبدیل به کوتوله سفید خواهند شد و آنها آنقدر در سراسر دنیا پراکنده هستند که درک آنها بسیار اهمیت دارد، به خصوص این ستاره های بسیار سرد در کهکشان راه شیری.

ما در حال یافتن قدیمی ترین بقایای ستاره ای در کهکشان راه شیری هستیم که به وسیله سیاره هایی شبیه به زمین آلوده شده اند. شگفت انگیز است که فکر کنیم این اتفاق در مقیاس 10 میلیارد سال اتفاق افتاده است و این سیارات بسیار قبل از تشکیل زمین مرده اند.

اخترشناسان بعلاوه می توانند از طیف های ستاره برای مشخص سرعت فرورفتن آن فلزات در هسته ستاره استفاده نمایند، که به آنها اجازه می دهد نگاهی به گذشته داشته باشند و اندازه فراوانی هر یک از آن فلزات را در جرم سیاره ای اولیه مشخص نمایند. با مقایسه این فراوانی با مواد سیاره ای که در منظومه شمسی خودمان یافت می شوند، می توانیم حدس بزنیم که آن سیارات پیش از مرگ ستاره و تبدیل شدن به یک کوتوله سفید چگونه بوده اند. در خصوص ستاره WDJ2147-4035 این کار چالش برانگیز خواهد بود.

ابیگیل شرح می دهد: ستاره قرمز WDJ2147-4035 رازآلود است، زیرا زباله های سیاره ای آن بسیار غنی از لیتیوم و پتاسیم هستند و این بر خلاف آن چیزی است که در منظومه شمسی خودمان شناخته شده است. این یک کوتوله سفید بسیار جالب است زیرا دمای سطح آن فوق العاده سرد است و فلزات آلوده نماینده آن، کهولت سن و مغناطیسی بودن آن، این ستاره را بسیار منحصر به فرد می نماید.

پروفسور پیر امانوئل ترمبلی(Pier-Emmanuel Tremblay) از دپارتمان فیزیک دانشگاه وارویک می گوید: زمانی که این ستاره های قدیمی بیش از 10 میلیارد سال پیش شکل گرفتند، دنیا نسبت به آنچه اکنون وجود دارد کمتر غنی از فلز بود، زیرا فلزات در ستارگان تکامل یافته و انفجارهای ستاره ای غول پیکر شکل می گیرند.

این دو کوتوله سفید مشاهده شده پنجره ای هیجان انگیز به سوی تکامل سیاره ای در محیطی فقیر از فلز و غنی از گاز ارائه می دهند که با شرایطی که هنگام شکل گیری منظومه شمسی وجود داشت، تفاوت دارد.