کشف عوارض عجیب و سریع در قرص اطراف یک ستاره

کشف عوارض عجیب و سریع در قرص اطراف یک ستاره

در دهه‌ی ۱۹۸۰ میلادی، تابش فروسرخ رصدشده در اطراف ستاره‌های رشته‌ی اصلی منجر به کشف قرص‌های گازی سرد در اطراف ستاره‌ها شد. تصور می‌شد که این «قرص‌های بازمانده‌» مناطق شکل‌گیری سیارات در اطراف این ستاره‌ها باشند. بعدها این نظریه با رصد منظومه‌ی بتا-حوت تایید شد.

تصویر ۱: تصویر دقیقی از قرص بازمانده‌ی اطراف ستاره‌ی AU-میکروسکوپ که با تلسکوپ VLT در سال ۲۰۱۴ گرفته شده است. عوارض کشف شده با حروف A تا E نشان داده شده‌اند. مکان ستاره با ستاره‌ی زرد نشان داده شده است.

تصویر ۱: تصویر دقیقی از قرص بازمانده‌ی اطراف ستاره‌ی AU-میکروسکوپ که با تلسکوپ VLT در سال ۲۰۱۴ گرفته شده است. عوارض کشف شده با حروف A تا E نشان داده شده‌اند. مکان ستاره با ستاره‌ی زرد نشان داده شده است.

ستاره‌ی کوتوله و جوان AU-میکروسکوپ (در صورت‌فلکی میکروسکوپ در نیمکره‌ی جنوبی) یکی از ستاره‌های نزدیک به ما است (در فاصله‌ی حدود ۱۰ پارسکی) که قرص بازماند‌ه‌ای اطراف آن از دید ما از لبه دیده می‌شود. این قرص بازمانده در سال‌های ۲۰۰۴ و ۲۰۰۵، پس از اکتشافش، توسط رصدخانه‌های زمینی و فضایی مورد مطالعه‌ی زیادی قرار گرفت. در این قرص ساختارهای نامتقارنی به شکل تغییرات شدت نور در طول‌موج‌های فروسرخ نزدیک و مرئی دیده شده است که در فاصله‌ی ۲۰ واحد نجومی(۱) از ستاره قرار دارند. در این مقاله با استفاده از تصاویر بسیار دقیقی از قرص بازمانده‌ی AU-میکروسکوپ، پنج عارضه‌ی بزرگ مقیاس در فواصل تصویر‌شده‌ی ۱۰ تا ۶۰ واحد نجومی کشف شده است. همه‌ی این عوارض به نظر می‌رسد که با سرعت ۴ تا ۱۰ کیلومتر بر ثانیه در حال دور شدن از ستاره‌ی مادر هستند. این رصدها ممکن است نشان‌دهنده‌ی مدارهای سیاره‌ای بسیار کشیده‌ی بیضوی یا حتی مدارهای باز  در اطراف ستاره‌ باشند. در این صورت، منشا و تحولات سریع این مدارها به سادگی با نظریات موجود قابل توضیح نیست.

قرص اطراف ستاره‌ی AU-میکروسکوپ بسیار کشیده با پهنایی حدود ۲۰۰ واحد نجومی است. در این مقاله قرص اطراف ستاره‌ی AU-میکروسکوپ با دوربین فروسروخ ابزار کشف سیارات SPHERE بر تلسکوپ VLT(۱) رصد شده است. این قرص از شعاع ۱.۷ تا ۷۰ واحد نجومی در تصاویر ثبت شده است. گرچه شکل کلی قرص منطبق بر آن چیزی است که در رصدهای گذشته کشف شده بود، اما این تصاویر با دقت بی‌نظیری قرص را ثبت کرده‌اند.

تصویر ۲: تصویر قرص بازمانده در سه دوره: ۲۰۱۰ و ۲۰۱۱ با تلسکوپ هابل و ۲۰۱۴ با VLT. مکان عوارض با خط‌چین سفید مشخص شده است. عوارض به وضوح در طی این چهار سال از ستاره (در سمت راست تصویر) دور شده‌اند.

تصویر ۲: تصویر قرص بازمانده در سه دوره: ۲۰۱۰ و ۲۰۱۱ با تلسکوپ هابل و ۲۰۱۴ با VLT. مکان عوارض با خط‌چین سفید مشخص شده است. عوارض به وضوح در طی این چهار سال از ستاره (در سمت راست تصویر) دور شده‌اند.

هیجان‌انگیزترین عارضه‌ی ثبت شده با ابزار SPHERE ساختارهای موجی‌ و قوسی شکل در نزدیکی ستاره هستند که در تصویر یک با حروف A تا E نشان داده شده‌اند. عوارض A، B، و C که بالاتر از میانه‌ی قرص قرار گرفته‌اند، تا به حال در هیچ یک از رصدهای گذشته ثبت نشده بودند. دو عارضه‌ی دیگر، D و E، در قاصله‌ی دورتری قرار دارند و نزدیک‌تر به میانه‌ی قرص هستند. علاوه بر این، این دو عارضه ساختار موجی شکلی دارند. فاصله‌ی این پنج عارضه حدود ۱۰ تا ۵۵ واحد نجومی از ستاره است و هرکدام حدود ۵ (عارضه‌ی A) تا ۱۰ واحد نجومی (عارضه‌ی E) پهنا دارند. به طور کلی به نظر می‌رسد که با زیاد شدن فاصله از ستاره عوارض کم‌نورتر، پهن‌تر و نزدیکتر به میانه‌ی قرص می‌شوند.

مولفان مقاله برای تایید اکتشافشان در عکس‌های قدیمی هابل از همین منظومه به دنبال این عوارض گشتند و موفق به پیدا کردن آن‌ها شدند! نه تنها این عوارض در تصاویر سال ۲۰۱۰ و ۲۰۱۱ هابل دیده شدند بلکه فاصله‌ی تصویر‌شده‌ی آن‌ها از ستاره کمتر از رصدهای کنونی بود که نشان می‌دهد این عارضه‌ها در حال دور شدن از ستاره هستند (تصویر ۲).

با استفاده از رصدهای سه دوره (۲۰۱۰، ۲۰۱۱ و ۲۰۱۴)، مولفان سرعت تصویرشده‌ی مربوط به هر عارضه را محاسبه کرده‌اند. با در نظر گرفتن ۰.۶ جرم خورشیدی برای جرم ستاره، مدار همه‌ی عارضه‌ها به جز عارضه‌ی A با مدار دایروی نمی‌خواند و کشیدگی حدود ۰.۵ تا ۰.۹۷ برای آن‌ها پیش‌بینی می‌شود. اگر این نتایج با رصدهای آتی تایید شوند، نشان می‌دهند که مدار حداقل دو عارضه مداری باز و برگشت‌ناپذیر است.

به دلیل شکل خاص این عوارض، مکانشان نسبت به میانه‌ی قرص، مدارهای بسیار کشیده‌شان، و قرار گرفتن همه‌شان در یک سوی ستاره، نمی‌توان به سادگی توضیحی فیزیکی برای شکل‌گیری این عوارض ارائه کرد و به داده‌ها و رصدهای بیشتری برای این کار نیاز هست. با رصدهای بیشتر هابل و ابزار SPHERE می‌توان به شکل دقیق این عوارض و تغییر اندازه‌شان با گذشت زمان پی برد و بررسی کرد که آیا سرعت مداریشان کاهش پیدا می‌کند یا بیشتر می‌شود.

(۱) یک واحد نجومی برابر میانگین فاصله‌ی زمین تا خورشید (۱۵۰ میلیون کیلومتر) است.

(۲) Very Large Telescope

عنوان اصلی مقاله: Fast-moving features in the debris disk around AU Microscopii
نویسندگان: Anthony Boccaletti, et al.
این مقاله در نشریه‌ی Nature چاپ شده است.
لینک مقاله‌‌ی اصلی: http://www.nature.com/nature/journal/v526/n7572/full/nature15705.html

گردآوری: آیرین شیوایی

دسته‌ها: مقالات روز

درباره نویسنده

آیرین شیوایی

پژوهشگر پَسادکترا در زمینه‌ی نجوم رصدی کهکشان‌ها در دانشگاه آریزونا است. او هم‌اکنون عضو تیم علمی ابزار فروسرخ تلسکوپ فضایی جیمز وب است. او در سال ۲۰۱۷ دکترای فیزیک خود را از دانشگاه کالیفرنیا در ریورساید دریافت کرد. پروژه‌ی دکترای او تحقیق درباره‌ی چگونگی تحول کهکشان‌های جوان عالم از طریق بررسی غبار میان‌ستاره‌ای و ستاره‌زایی در آن‌ها بود. او برای مطالعه و بررسی این کهکشان‌ها، که حدود ۱۰ میلیارد سال نوری از ما فاصله دارند، از داده‌های تلسکوپ‌های زمینی کک و تلسکوپ‌های فضایی هابل و اِسپیتزر استفاده کرد.

دیدگاه‌ها

  1. سجاد انصاری
    سجاد انصاری ۲۶ آبان, ۱۳۹۴، ۱۰:۳۲

    بسیار عالی… واقعاً کارتون تحسین‌برانگیزه!

    پاسخ به این دیدگاه

یک دیدگاه بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.
بخش‌های لازم مشخص شده‌اند*