دانشمندان جرمی با سرعت خیره‌کننده را در کهکشان راه شیری شناسایی کردند

۱۱ تیر ۱۴۰۱ | ۱۹:۱۹ ۱۱ تیر ۱۴۰۱ زمان مورد نیاز برای مطالعه: ۳ دقیقه
تپ اختر فراری در باقیمانده ابرنواختر G292.0 + 1.8

با سرعت بیش از ۲.۲ میلیون کیلومتر بر ساعت، دانشمندان یکی از سریع‌ترین اجرام کیهانی را در کهکشان راه شیری شناسایی کردند.

مرگ ستارگان عظیم ‌آرام روی نمی‌دهد بلکه همراه با رویداد فوق‌العاده درخشانی است که کیهان را روشن می‌کند؛ رویدادی که با عنوان انفجار ابرنواختری شناخته می‌شود و ستارگان را در ابری باشکوه به فضا پرتاب می‌کند. در همین حال، هسته‌ی ستاره‌‌ی مرده می‌تواند باقی بماند و با فرو ریختن در خود، به یک ستاره‌ی نوترونی اَبَرچگال یا یک سیاهچاله تبدیل شود.

حتی اگر این انفجار به روش خاصی روی دهد، می‌تواند باعث پرتاب کردن هسته‌ی فروپاشی شده در سراسر کهکشان شود. با چنین سرعت‌های بالایی، در نهایت ممکن است هسته‌ی ستاره‌ای در یک سفر خشن به فضای میان‌کهکشانی منتقل و به‌طور کامل از کهکشان خارج شود.

اکنون طبق پژوهش ارائه شده در دویست‌وچهلمین نشست انجمن نجوم آمریکا، یکی از این نوع ستارگان به‌تازگی توسط داده‌های رصدخانه‌ی پرتو ایکس چاندرا اندازه‌گیری شده است: نوعی ستاره‌ی نوترونی ضربان‌دار که به‌عنوان «تپ‌اختر» شناخته می‌شود و با سرعتی در حدود ۶۱۲ کیلومتر بر ثانیه مسیر خود را می‌شکافد.

این جرم در شمار سریع‌ترین اجرام کشف شده از این نوع محسوب می‌شود. سریع‌ترین ستاره‌ی شناخته شده در کهکشان راه شیری، یک باقیمانده‌ی ابرنواختری پرتاب شده بر اثر انفجار نیست، بلکه ستاره‌ای است که به دور «کمان ای*» (Sgr A*) سیاهچاله‌ی بسیار پرجرم مرکز کهکشان می‌چرخد. این جرم در سریع‌ترین نقطه‌ی مدار خود با سرعت باورنکردنی ۲۴۰۰۰ کیلومتر بر ثانیه حرکت می‌کند.

«شی لانگ» (Xi Long) اخترفیزیکدان مرکز اخترفیزیک هاروارد و اسمیتسونیان (CfA) گفت: «ما مستقیما حرکت تپ‌اختر را در پرتو ایکس دیدیم و این کار فقط با دید بسیار تیزبین چاندرا ممکن شد. چون این جرم خیلی دور است برای دیدن حرکت، ناچار شدیم معادل عرض یک سکه را به اندازه‌ی حدود ۲۴ کیلومتر درنظر بگیریم.»

این کشف با مشاهده‌ی بقایای یک انفجار ابرنواختری درخشان به نام G292.0+1.8 در فاصله‌ی ۲۰۰۰۰ سال نوری از ما انجام شد. رصدهای قبلی یک تپ‌اختر پرسرعت را در آن نشان داده بود اما لانگ و همکارانش می‌خواستند با مطالعه‌ی این جرم، تاریخچه‌ی ابرنواختر را به کمک ردیابی معکوس حرکت آن به سمت مرکز آشکار کنند.

«دانیل پتناود» (Daniel Patnaude) اخترفیزیکدان مرکز اخترفیزیک هاروارد و اسمیتسونیان، گفت: «ما فقط تعداد انگشت شماری انفجار ابرنواختری داریم که تاریخچه‌ی تاریخی قابل اعتمادی برای آن‌ها شناسایی شده است، بنابراین می‌خواستیم ببینیم که آیا می‌توان G292.0+1.8 را به این مجموعه افزود یا خیر.»

بقایای ابرنواختر G292.0+1.8

بقایای ابرنواختر G292.0+1.8
Credit: NASA/CXC/SAO

آن‌ها تصاویر گرفته شده از بقایای این ابرنواختر در سال های ۲۰۰۶ و ۲۰۱۶ را مطالعه و از داده های فضاپیمای گایا در مورد مکان فعلی آن در کهکشان راه شیری استفاده کردند و به مقایسه‌ی تفاوت‌ها را در موقعیت تپ‌اختر پرداختند. این مقایسه‌ها چیز بسیار جالبی را نشان داد: به نظر می‌رسد که ستاره‌ی مرده ۳۰ درصد سریع‌تر از تخمین‌های قبلی حرکت می‌کند.

این بدان معناست که سفر هسته‌ی ستاره از مرکز باقیمانده‌ی ابرنواختر، در زمان بسیار کوتاه‌تری روی داده و نشان می‌دهد که خود انفجار ابرنواختری هم به‌تازگی رخ داده است. تخمین‌های قبلی تاریخ این ابرنواختر را حدود ۳۰۰۰ سال پیش نشان می‌داد اما در برآوردهای جدید این تاریخ به حدود ۲۰۰۰ سال پیش می‌رسد.

این اندازه‌گیری اصلاح شده‌ی سرعت تپ‌اختر همچنین به پیشبرد یک تحقیق جدید و دقیق درباره‌ی چگونگی پرتاب شدن ستاره‌ی مرده از مرکز ابرنواختر به موقعیت فعلی کمک کرد. آن‌ها دو سناریو را ارائه کردند که هر دو شامل سازوکاری مشابه است.

در مورد اول، نوترینوها به‌طور نامتقارن از انفجار ابرنواختری خارج می‌شوند و در دیگری، بقایای ناشی از انفجار شامل این پرتاب نامتقارن می‌شوند. با این حال، چون انرژی نوترینو باید بسیار زیاد باشد، توضیح محتمل‌تر این است که بقایای حاصل از انفجار نامتقارن بوده باشند.

یک انفجار نامتقارن می‌تواند هسته‌ی فروپاشیده‌ی یک ستاره‌ی مرده را با سرعت بسیار بالا به فضا پرتاب کند. این حالت باعث شده است تا ستاره با سرعت چشمگیر ۵۵۰ کیلومتر بر ثانیه ;i بالاتر از سرعت فرار قرص مرکزی کهکشان راه شیری است، حرکت کند. اگرچه رسیدن به این منطقه، زمان زیادی طول می‌کشد و ممکن است حرکت ستاره به مرور زمان کند شود.

از سویی سرعت واقعی این تپ‌اختر ممکن است حتی بیشتر از ۶۱۲ کیلومتر بر ثانیه باشد، زیرا اندکی هم در امتداد خط دید ما حرکت می‌کند. «پل پلوسینسکی» (Paul Plucinsky) دیگر همکار این پژوهش گفت: «این تپ‌اختر حدود ۲۰۰ میلیون بار پرانرژی‌تر از حرکت زمین به دور خورشید است و به‌نظر می‌رسد که فقط به دلیل انفجار نامتقارن ابرنواختر، چنین ضربه‌ی قدرتمندی دریافت کرده است.»

عکس کاور: تپ اختر فراری در باقیمانده ابرنواختر G292.0 + 1.8
Credit:X-ray: NASA/CXC/SAO/L. Xi et al.; Optical: Palomar DSS2

منبع: Science Alert

برچسب‌ها :
دیدگاه شما