تحقیقات جدید نشان میدهد که ستارههای دوتایی نه تنها با هم زندگی میکنند، بلکه با هم نیز میمیرند و این همپایی میتواند منجر به خلق ابرنواخترهای عجیب و غریب شود.
اگر جهان یک درس برای بشریت داشته باشد، این است که همه چیز پایان مییابد. این شامل ستارهها نیز میشود که باید بمیرند، هرچند در مقیاسهای زمانی میلیاردها ساله. اما تحقیقات جدید نشان میدهد که وقتی برخی ستارهها میمیرند، این کار را به تنهایی انجام نمیدهند و به طور بالقوه رازی دیرینه درباره دستهای خاص از انفجارهای کیهانی به نام ابرنواختر متقابل را حل میکند.
وقتی ستارههایی که بسیار پرجرمتر از خورشید هستند به پایان عمر خود میرسند، هستههای آنها فرو میریزد و امواج ضربهای را به لایههای بیرونی میفرستد و انفجارهایی به نام ابرنواختر ایجاد میکند. این رویدادها بقایای ستارهای به شکل ستارههای نوترونی یا سیاهچالهها بر جای میگذارند. ابرنواخترهای متقابل متفاوت هستند زیرا موج ضربهای تولید شده با یک پیله از پیش موجود از مواد برخورد میکند. راز بزرگ همیشه این بوده است: این پیله از گاز و غبار از کجا میآید؟
بشریت در مورد ستارهها تا حدودی جانبداری دارد؛ خورشید منفرد بر وجود ما تسلط دارد. اما برخلاف این، اکثر ستارهها در پیوندهای دوتایی با یکدیگر وجود دارند که توسط گرانش به هم متصل شدهاند. این تحقیقات جدید نشان میدهد که این ستارهها نه تنها با هم زندگی میکنند، بلکه میتوانند با هم نیز بمیرند. درک این وجود دوگانه میتواند کلید حل منشأ پوششهای غباری در ابرنواخترهای متقابل باشد.
«مطالعه ما نشان میدهد که بسیاری از ستارهها به تنهایی نمیمیرند. ظاهر نهایی آنها ممکن است توسط یک همراهی طولانی و صمیمی با یک ستاره همدم شکل گرفته باشد.» – کو-جونگ چن، از مؤسسه نجوم و اخترفیزیک آکادمیا سینیکا (ASIAA)
چگونه برخی ستارهها تبدیل به یک تخلیهکننده میشوند
قبل از اینکه ستارهها به پایان عمر خود برسند، وارد فاز غول سرخ با مدت نسبتاً کوتاه میشوند. این میتواند باعث شود آنها تا صدها یا حتی هزاران برابر شعاع اصلی خود متورم شوند. برای یک جفت ستاره دوتایی، این منجر به وضعیتی به نام «سرریز لوب روش» (Roche lobe overflow) میشود که ستاره متورم شده مواد خود را روی همدم میریزد. با این حال، تمام آن مواد جذب نمیشود و فرار میکند تا یک پیله وسیع در اطراف ستارههای دوتایی تشکیل دهد.
وقتی ستاره تکاملیافته و متورم به پایان عمر خود میرسد و «ابرنواختر میشود»، امواج ضربهای با سرعت هزاران مایل در ثانیه به این پیله ماده برخورد میکنند. انرژی جنبشی به نور تبدیل میشود و یک ابرنواختر متقابل عجیب و بسیار درخشان ایجاد میکند.
راز زمانبندی در مرگ دوتایی
اگر دوتاییهای ستارهای اینقدر رایج هستند، چرا ابرنواخترهای متقابل نادرند؟ معلوم شد، درست مانند کمدی، راز ... زمانبندی است. چن و همکارانش صدها شبیهسازی کامپیوتری از انتقال جرم بین ستارههای دوتایی انجام دادند و کشف کردند که کلید تولید یک ابرنواختر متقابل زمانی است که این انتقال جرم در اواخر عمر ستارهها رخ دهد.
اگر انتقال جرم خیلی زود اتفاق بیفتد، مواد دور از ستارهها پخش میشوند و پیله از بین میرود. برای اینکه پیله برای برخورد امواج ضربهای باقی بماند، انتقال جرم باید فقط چند هزار سال قبل از آخرین لحظات مرگ انفجاری یکی از ستارههای دوتایی اتفاق بیفتد.
«ما دریافتیم که ستارههای دوتایی میتوانند با زمانبندی قابل توجهی صحنه را برای ابرنواخترهای متقابل آماده کنند. ستاره همدم به ایجاد یک پیله متراکم در اطراف ستاره در حال مرگ درست قبل از انفجار کمک میکند و سوختی را فراهم میکند که این آتشبازیهای کیهانی را تغذیه میکند.» – سونگ-هان تسای از ASIAA
تحقیقات تیم نشان میدهد که راههای زیادی برای مرگ ستارهها وجود دارد و این سرنوشتهای انفجاری با نحوه زندگی آنها تعیین میشود. این یافتهها در 30 ژوئن در مجله The Astrophysical Journal Letters منتشر شده است.
