شکل‌گیری ستاره‌های دوتایی

0 0 0 0

توسط آزاده کیوانی , 10 جولای 2017

بیش از نیمی از ستاره‌های عالم، در سیستم‌های دوتایی یا چندتایی شکل می‌گیرند. از این رو، مطالعه‌ی چنین سیستم‌هایی به ما کمک می‌کند تا تحول ستاره‌ها را بهتر بشناسیم. داده‌های اخیر باکیفیت آلما^۱ سیستم ستاره‌ای دوقلویی را نشان می‌دهد که صفحه‌های آن‌ها هم‌راستا نیستند. هر دو ستاره‌ی این سیستم دارای جرم بسیار کمی (حدود ۰.۱ جرم خورشید) هستند و از یکدیگر فاصله‌ی قابل توجهی دارند. مطالعه‌ی این دوتایی نشان داده است که چنین سیستم‌های کم‌جرمی که تازه به دنیا آمده‌اند نیز می‌توانند تحولی مشابه ستاره‌های عادی داشته باشند و به طور تکه‌شدن تلاطمی^۲ شکل گرفته باشند.

به طور کلی دو مکانیسم اصلی برای شکل‌گیری ستارگان چندتایی وجود دارد که عبارتند از تکه‌شدن تلاطمی و تکه‌شدن صفحه^۳. اولی عموما منجر به شکل‌گیری دوتایی‌هایی با فاصله‌ی بیش از ۵۰۰ واحد نجومی می‌شود که به آن‌ها دوتایی‌های عریض می‌گویند و دومی منجر به تشکیل دوتایی‌های نزدیک می‌شود. البته فرآیند‌های دینامیکی گوناگونی می‌توانند یک دوتایی عریض را به دوتایی نزدیک تبدیل کنند. پس لازم است که جهت مطالعه‌ی شکل‌گیری دوتایی‌های عریض در اثر فرآیند‌های تکه‌شدن تلاطمی، سیستم‌های جوان (کمتر از ۰.۵ میلیون سال) را مطالعه کرد که هنوز به دوتایی نزدیک تبدیل نشده‌اند.

شکل ۱. تصاویر پیوسته از سیستم دوتایی IRAS 04191+1523 توسط آلما در دو وضوح مختلف. شکل‌های بالا و پایین، تصاویر پیوسته‌ی ۱.۳ میلی‌متری را نشان می‌دهند. تصاویر بالا وضوحی برابر با ۱.۲ ثانیه‌ی قوسی و تصاویر پایین ۰.۲ ثانیه‌ی قوسی دارند. در تصاویر با وضوح بالاتر، دو منبع پیوسته به شکل صفحه آشکار شده‌اند.

فرآیند تکه‌شدن تلاطمی، دوتایی‌هایی تولید می‌کند که محور چرخششان در یک راستا نیستند. دلیل ایجاد زاویه بین دو محور این است که توزیع اندازه‌حرکت زاویه‌ای در یک هسته‌ی تلاطمی، تصادفی است. برخلاف آن، دوتایی‌هایی که محور چرخش هم‌راستا دارند، در حالتی به وجود می‌آیند که یا دومین ستاره در یک صفحه/حلقه‌ی پرجرم بزرگ حول ستاره‌ی اول شکل بگیرد و یا هردو در یک هسته‌ی ابری تخت توسط نیروی گریزازمرکز تکه‌تکه و تشکیل شوند.

در این مقاله، محققان برای مطالعه‌ی چگونگی شکل‌گیری سیستم‌های دوتایی عریض از آرایه‌ی آلما برای مشاهده‌ی سیستم‌ دوتایی با نام IRAS 04191+1523 استفاده کرده‌اند. فاصله‌ی بین دو ستاره‌ی این سیستم حدود ۸۶۰ واحد نجومی (۳۰ برابر فاصله‌ی نپتون از خورشید) است و در ثور واقع شده است. سن این دوتایی بسیار کمتر از ۰.۵ میلیون سال تخمین زده شده است که هدف مناسبی برای این مطالعه محسوب می‌شود.

شکل بالای صفحه، مشاهدات آلما از این سیستم دوتایی را نشان می‌دهد. در این تصویر دو منبع پیوسته‌ی فشرده، آشکار و محل ستاره‌های اولیه مشخص شده‌اند. شکل ۱ تصویر با وضوح بیشتر را نشان می‌دهد که در آن دو منبع به خوبی تفکیک شده‌اند. محققان در این مقاله با بررسی داده‌های مولکول‌های مونوکسیدکربن در صفحه نشان می‌دهند که دو صفحه‌ی مربوطه در یک راستا نیستند و محورهایشان ۷۷ درجه با هم زاویه دارند. از آن‌جایی که این سیستم بسیار جوان است، این اختلاف زاویه نمی‌تواند در اثر برخورد ایجاد شده باشد. در نتیجه آن‌ها احتمال می‌دهند که دلیل ایجاد زاویه، تکه‌شدن تلاطمی یک ابر است و نه تغییر صفحه. این مشاهدات نشان می‌دهند که دوتایی‌های عریض در محدوده‌ی جرمی بزرگی (حتی در محدوده‌ی زیرستاره‌ای) می‌توانند توسط تکه‌شدن تلاطمی به وجود آیند، هرچند فضای پارامتری هسته‌های تلاطمی با جرم کم هنوز توسط محاسبات نظری بررسی نشده‌ است.