کشف کوتوله سفیدی که دسته‌بندی‌ها را به چالش کشیده است

خبر یزد - زومیت / مشاهدات فرابنفش نشان می‌دهد که برخی ادغام‌های کوتوله‌های سفید سنگین ممکن است خود را به شکل دیگری نشان دهد.
ستاره‌شناسان از کشف یک جرم تازه و منحصربه‌فرد خبر داده‌اند که با دسته‌بندی‌هایی که تنها در چند سال اخیر تعریف شده‌اند سازگار نیست. آن‌ها کوتوله‌ی سفید فوق پرجرمی را با لایه‌ی بیرونی تشکیل‌شده از هیدروژن و هلیوم مشاهده کرده‌اند که 10 میلیارد برابر نازک‌تر از کوتوله‌های سفید دیگر است. تصور می‌شود این جرم با نام WD 0525+526، محصول یک رویداد ادغام در گذشته باشد.
بازار
کوتوله‌های سفید محصول نهایی تکامل ستارگانی مانند خورشید یا ستارگانی با جرمی چند برابر آن هستند. این ستاره‌ها آن‌قدر سنگین نیستند که به ابرنواختر تبدیل شوند، بنابراین پس از پایان مصرف هیدروژن در هسته‌ی خود، به غول سرخ تبدیل می‌شوند و فرایند همجوشی را روی هلیوم آغاز می‌کنند. سرانجام هلیوم هم به پایان می‌رسد و لایه‌های بیرونی ستاره عمدتاً از بین می‌روند و هسته‌ی متراکم و فشرده باقی می‌ماند که همان کوتوله‌ سفید است.
بیشتر کوتوله‌های سفید حدود 60 درصد جرم خورشید را دارند. آن‌ها به‌تدریج خنک می‌شوند؛ زیرا منبع گرمایشان تنها ناشی از فروپاشی هسته است نه فرایندهایی مانند همجوشی. اما این وضعیت برای همه‌ی کوتوله‌های سفید صدق نمی‌کند. مشاهدات اخیر فضاپیمای گایا نشان داد که کوتوله‌های سفیدِ داغ و قدیمی هم وجود دارند. منشأ این گرما فرآیند تبلور ناشی از چگالی فوق‌العاده بالای درونشان است که به انتشار گرما منجر می‌شود.
شش نمونه از چنین کوتوله‌های سفید داغ، قدیمی و بسیار پرجرم مورد توجه ویژه قرار گرفتند. ستاره‌شناسان شواهدی از کربن در جو آن‌ها یافتند و با توجه به جرم بالایشان که بسیار بیشتر از میانگین کوتوله‌های سفید (و حتی بیشتر از خورشید) بود، تصور شد که محصول ادغام هستند؛ اما WD 0525+526 با وجود جرم بالایش، ویژگی‌های کربنی را در مشاهدات نوری نشان نمی‌دهد.
پژوهشگرها به لطف تلسکوپ فضایی هابل و قابلیت‌های فرابنفش آن، توانستند شواهدی از کربن پیدا کنند و نشان دهند که کوتوله سفید مورد بحث هم از یک رویداد ادغام پدید آمده است؛ اما ادغامی که تفاوت‌های ساختاری ویژه‌ای در کوتوله‌ی سفید فوق‌سنگین ایجاد کرده است.
دکتر ساهاو توضیح می‌دهد که به‌نظر می‌رسد کوتوله‌ی سفید دچار همرفت کامل نیست، بنابراین کربن نمی‌تواند از لایه‌های درونی فرار کند و در طیف نوری دیده شود، اما زیر لایه‌ای بسیار نازک از هیدروژن، همرفت جزئی وجود دارد.
هنوز روشن نیست چه جرمی با کوتوله‌ی سفید اولیه برخورد کرده تا این جرم را ایجاد کند. شاید یک ستاره‌ی نیمه‌غول بوده، اما عدم قطعیت‌های زیادی وجود دارد و سناریوی قطعی انتخاب نشده است. آنتوان بدراد، نویسنده‌‌ی دیگر پژوهش، می‌گوید:
می‌خواهیم پژوهش را گسترش دهیم تا بررسی کنیم کوتوله‌های سفید کربنی در میان کوتوله‌های سفید مشابه چقدر رایج‌اند و چه تعداد ادغام ستاره‌ای در دل خانواده‌ی ظاهراً عادی کوتوله‌های سفید پنهان شده است.
بدراد تأکید می‌کند که این یافته بدون مشاهدات فرابنفش ممکن نبود. همچنین پژوهشگرها روی تحلیلی دیگر کار می‌کنند که شامل کوتوله‌های سفید و بقایای منظومه‌ای سیاره‌ای است؛ چیزی که باز هم بدون داده‌های فرابنفش غیرممکن بود. در حال حاضر تنها هابل چنین رصدهایی انجام می‌دهد. بااین‌حال 16 سال از تعمیر این تلسکوپ قدیمی می‌گذرد و ابزار بعدی ناسا به نام کاوشگر فرابنفش (Ultraviolet Explorer) تا پیش از سال 2030 پرتاب نخواهد شد.
یافته‌های پژوهش در نشریه‌ی Nature Astronomy منتشر شده است.