آخرین لحظات زندگی یک سیاره از دید تلسکوپ چاندرا

گروهی از ستاره شناسان انگلیسی موفق شده اند تا با بهره گیری از تلسکوپ موسوم به ˮرصدخانه پرتو ایکس چاندراˮ، آخرین لحظات زندگی یک سیاره و سرنوشت بقایای آنرا ببینند.
به گزارش عاشق وب به نقل از ایسنا و به نقل از دیلی میل، ستاره شناسان در بررسی های خود نشان داده اند که بقایای یک سیاره ویران شده، درحال برخورد به هسته یک کوتوله سفید است. کوتوله سفید، جرمی است که بعد از سوختن ستاره ای مانند خورشید و ریختن لایه های بیرونی آن باقی می ماند.
این بررسی ها که با بهره گیری از “رصدخانه پرتو ایکس چاندرا” (Chandra X-ray Observatory) انجام شده اند، شواهد غیرمستقیم به دست آمده طی چندین دهه را تأیید می کنند که نشان می دهند بقایای س یارات درحال تجزیه، طی میلیاردها سال به سمت کوتوله های سفید فرستاده می شوند.
متخصصان “دانشگاه وارویک” (University of Warwick) انگلستان توضیح دادند که بقایای سیاره هنگام برخورد با سطح یک کوتوله سفید موسوم به “جی۲۹–۳۸” (G 29-38) که در فاصله ۴۴ سال نوری از زمین قرار دارد، تا ۱.۸ میلیون درجه فارنهایت گرم می شوند.
دکتر “تیموتی کانینگهام” (Timothy Cunningham)، پژوهشگر ارشد این پروژه اظهار داشت: این سرنوشتی است که می تواند طی چند میلیارد سال آینده، در انتظار سیارات، قمرها و سیارک های منظومه شمسی باشد.
در هر حال، این یک پروسه سریع نیست و تا بعد از رسیدن به مرحله “غول سرخ” (Red Giant) که ستاره در آن، لایه های بیرونی خودرا می ریزد، شروع نمی گردد. اجرام سیاره ای به تدریج پراکنده می شوند و هنگامی که به اندازه کافی به ستاره نزدیک شوند تا از بین بروند، صفحه ای را می سازند که مواد را به آرامی بیرون می ریزد.
پژوهشگران از اشعه ایکس برای شناسایی مواد سنگی و گازی استفاده کردند که بعد از مرگ ستاره میزبان باقی مانده بودند. آنها دریافتند که این مواد باقیمانده با گذشت زمان، به تدریج به بقایای ستاره نزدیکتر می شوند تا در سطح ستاره به کار بروند. این اتفاق میلیاردها سال بعد از شکل گیری منظومه سیاره ای رخ داد برای اینکه زمان زیادی طول می کشد تا منظومه سیاره ای، کار خودرا شروع کند، لایه های بیرونی را از بین ببرد و به یک کوتوله سفید تبدیل گردد.
بیشتر ستارگان و منظومه های سیاره ای مانند “جی۲۹–۳۸”، به یک کوتوله سفید تبدیل می شوند. تصور بر این است که خیلی از سیارات و اجرام دیگری که زمانی به دور آنها می چرخیده اند، مواد باقیمانده را جمع می کنند.
ستاره شناسان در چند دهه گذشته، از فرآیندی موسوم به طیف سنجی بهره برده اند و جهت بررسی کوتوله های سفید، به ارزیابی طول موج های نوری و فرابنفش پرداخته اند. این کار به آنها امکان داده است تا فراوانی عناصر روی سطح ستاره و ترکیب اجرامی را که از آنها سرچشمه گرفته است، بررسی نمایند. برای نمونه، این کار می تواند به آنها امکان دهد تا بقایای شیمیایی سنگ و گاز را مورد بررسی قرار دهند.
ستاره شناسان، شواهد غیرمستقیمی دارند که نشان میدهد بقایای شیمیایی از سیارات مرده آمده اند اما این اولین باری است که این پروسه مستقیما بررسی می شود.

شواهد غیرمستقیم از این واقعیت حاصل شد که ۲۵ تا ۵۰ درصد از کوتوله های سفید، حاوی عناصر سنگینی مانند آهن، کلسیم و منیزیم در جو هستند. کانینگهام اظهار داشت که این اولین باری است که آنها موادی را می بینند که وارد جو یک کوتوله سفید می شوند.
مواد حاصل از اجرام سیاره ای، بعد از به انتها رسیدن مرحله غول سرخ ستاره، در منظومه پراکنده می شوند. در این مرحله، لایه های بیرونی ریخته می شوند و ابرهای غبار و گاز در منظومه باقی می مانند. این ابرهای گاز و غبار که از سیارات، قمرها و سیارک هایی که زمانی کاملا شکل گرفته بودند، به جا مانده اند، یک صفحه را می سازند.
کانینگهام افزود: بررسی های فعلی، میانگین عمر این صفحه ها را حدود ۱۰۰ هزار تا یک میلیون سال تخمین می زنند اما این مقدار باتوجه به جرم سیاره ای که از بین می رود، بسیار متفاوت می باشد.
همان گونه که مواد حاصل از اجرام سیاره ای به سمت ستاره کشیده می شوند، با سرعت کافی به سطح برخورد می کنند و نوعی پلاسمای گرم شده را می سازند. دمای این پلاسما به ۱.۸ میلیون درجه فارنهایت می رسد و روی سطح ستاره می نشیند. همانطور که پلاسما سرد می شود، نوعی اشعه ایکس از خود ساطع می کند که از زمین قابل مشاهده می باشد. این طول موج پرانرژی نور، توسط الکترون های بسیار سریعی ایجاد می شود و اثر انگشت موادی است که بر سیاهچاله ها و ستاره های نوترونی می بارند.
شناسایی این نوع اشعه ایکس، یک مشکل چالش برانگیز است برای اینکه مقدار کمی که به زمین می رسد، می تواند در بین سایر منابع درخشان پرتو ایکس در آسمان شب از بین برود. رصدخانه پرتو ایکس چاندرا بطور معمول جهت بررسی سیاه چاله ها استفاده می شود اما می تواند آن دسته از منابع انتشار را که کمتر واضح هستند نیز شناسایی کند.
پژوهشگران با کمک وضوحی که چاندرا نسبت به سایر تلسکوپ ها دارد، توانستند “جی۲۹–۳۸” را از سایر منابع پرتو ایکس متمایز کنند. این کار به آنها امکان داد تا برای اولین بار، پرتوهای ایکس ساطع شده از یک کوتوله سفید را بررسی نمایند و مواد وارد شده به جو ستاره را ببینند.
کانینگهام اظهار داشت: چیزی که در مورد این نتیجه هیجان انگیز محسوب می شود، این است که ما در مورد طول موج متفاوتی کار می نماییم و این به ما امکان می دهد تا نوع کاملا متفاوتی از فیزیک را مورد بررسی قرار دهیم. این پژوهش، اولین شواهد مستقیم را در مورد این مساله ارائه می دهد که کوتوله های سفید درحال “برافزایش” (Accretion) بقایای منظومه های سیاره ای قدیمی هستند. بررسی برافزایش به این صورت، روش جدیدی را ارائه می کند که به وسیله آن می توانیم این سیستم ها را مشاهده نماییم و سرنوشت احتمالی هزاران منظومه فراسیاره ای شناخته شده همچون منظومه شمسی خودمان را مورد بررسی قرار دهیم.
این پژوهش، در مجله “Nature” به چاپ رسید.