در طول تاریخ، مردم مجذوب ابرنواخترها بوده‌اند، انفجارهای عظیم ستاره هایی که می‌توانند درخشان‌تر از کل کهکشان‌ها بدرخشند. با وجود این جذابیت، ابرنواخترهای فقیر از هیدروژن زیادی وجود دارد که مدل‌های اخترفیزیکی کنونی نمی‌توانند توضیح دهند. مؤسسه علم و فناوری اتریش (ISTA) اخیراً نقش کلیدی در کشف جمعیت ستاره های پیش ساز مرموز مسئول این ابرنواخترها داشته است. این یافته ها در Science منتشر شده است.

ویژگی‌های ستاره‌های هلیومی جرم متوسط

برخی از ستاره ها به سادگی محو نمی شوند. آنها به یک انفجار قدرتمند انرژی به نام ابرنواختر می رسند. این رویدادها نور، عناصر، انرژی و تشعشع را پخش می‌کنند و به طور بالقوه با فشرده کردن ابرهای گازی باعث تشکیل ستاره‌های جدید می‌شوند. ابرنواخترهای فقیر از هیدروژن ناشی از انفجارهای عظیم ستاره ها برای مدت طولانی اخترفیزیکدانان را متحیر کرده است. چالش پیدا کردن این ستارگان است، گویی این ابرنواخترها از ناکجاآباد ظاهر می شوند.

استادیار یلوا گوتبرگ از ISTA خاطرنشان می کند: “بسیاری از ابرنواخترهای فقیر از هیدروژن وجود دارند که مدل های فعلی ما نمی توانند آنها را توضیح دهند. یا ما نمی توانیم ستارگان در حال تکامل را تشخیص دهیم، یا مدل های ما نیاز به بازبینی اساسی دارند.” گوتبرگ با همکاری ماریا دروت از دانشگاه تورنتو، از مدل سازی نظری و مشاهده برای حل این معما استفاده کرد. آنها یک جمعیت ستاره ای ناشناخته را شناسایی کردند و به یک شکاف دانشی مهم پرداختند و منشا ابرنواخترهای فقیر از هیدروژن را توضیح دادند.

ستاره های دوتایی یا باینری

سیستم‌های ستاره‌ای دودویی و گشتاور پوشیدگی

گوتبرگ و دروت روی سیستم‌های ستاره‌ای دوتایی تمرکز کردند، جایی که ستارگان به دور یکدیگر می‌چرخند. سیستم های باینری، مانند سیستم دوتایی سیریوس با سیریوس A و سیریوس B، در زمین غیر معمول نیستند. انتظار می‌رود ستارگان گمشده از سیستم‌های دوتایی عظیم بیایند، جایی که انتقال جرم رخ می‌دهد و پوشش غنی از هیدروژن ستاره پرجرم‌تر را از بین می‌برد. این فرآیند هسته هلیوم داغ و فشرده ای را به جا می گذارد ( بیش از ۱۰ برابر داغتر از سطح خورشید ) نوع ستارگانی که گوتبرگ و دروت به دنبال آن بودند.

ستاره هایی مثل سوزن در انبار کاه

قبل از مطالعه آنها، تنها یک ستاره به نام “Quasi-WR” یا “Almost Wolf-Rayet” این معیارها را داشت. گوتبرگ می‌گوید: “اما ستارگانی که این مسیر را دنبال می‌کنند، عمر طولانی دارند که باید تعداد زیادی در سراسر جهان پراکنده باشند. آیا دانشمندان آنها را نادیده گرفتند؟” محققان با استفاده از طیف سنجی UV و طیف‌سنجی نوری، جمعیتی متشکل از ۲۵ ستاره را با ویژگی‌های منطبق بر ستاره‌های هلیوم با جرم متوسط شناسایی کردند. این ستارگان، در ابرهای ماژلانی بزرگ و کوچک، آبی رنگ دیده می شدند که نشان دهنده حذف لایه‌های بیرونی است که یک اتفاق نادر در میان ستارگان منفرد پرجرم می باشد.

تأیید جمعیت ستارگان

گوتبرگ و دروت برای تایید جمعیت ستاره مورد نظر خود از طیف‌سنجی نوری استفاده کردند و نشانه‌های طیفی قوی هلیوم یونیزه را پیدا کردند. این نشان می‌دهد که لایه‌های بیرونی عمدتاً هلیوم هستند و سطوح به دلیل قرار گرفتن هسته‌های فشرده غنی از هلیوم پس از فرآیند جداسازی، بسیار داغ بودند. آنها کاندیداهای خود را بر اساس اینکه کدام ستاره سهم بیشتری در طیف مشاهده شده دارد، دسته بندی کردند و به این نتیجه رسیدند که جمعیت گمشده ستارگان هلیوم با جرم متوسط را پیدا کرده اند ( اجداد احتمالی ابرنواخترهای فقیر از هیدروژن). گوتبرگ تاکید می کند: “این ستارگان همیشه وجود داشته اند و احتمالاً تعداد بیشتری از آنها در انتظار کشف هستند. ما فقط باید روش هایی را برای یافتن آنها توسعه دهیم.”

نتیجه‌گیری و افق های آینده

منابع

sciencedaily