اخترشناسان اولین ستاره سبز جهان را کشف کردند

فرارو- مارک هالندز، نویسنده اصلی این پژوهش و اخترفیزیک‌دان دانشگاه وارویک انگلستان، روز پنجشنبه گفت در حالی که رنگ بیشتر ستاره‌ها به دمای آن‌ها بستگی دارد و به چند طیف رنگی محدود می‌شود، کوتوله‌های سفید می‌توانند در گستره شگفت‌انگیزی از رنگ‌ها بدرخشند. کوتوله‌های سفید بقایای متراکم ستاره‌هایی شبیه خورشید هستند که عمرشان به پایان رسیده است.

به گزارش فرارو به نقل از سی‌ان‌ان، هالندز در گفت‌وگویی با این شبکه گفت: «رنگ ستاره‌های معمولی تقریباً به نارنجی، سفید یا آبی محدود می‌شود. دریافتیم که بیشتر کوتوله‌های سفید نیز همین وضعیت را دارند. اما در موارد خاصی، ویژگی‌های فیزیکی لایه‌های بیرونی این ستاره‌ها به‌اندازه‌ای غیرمعمول است که باعث انحراف‌های چشمگیری در طیف نوری آن‌ها می‌شود.»

این تفاوت‌ها ناشی از برهم‌کنش هلیوم موجود در جو ستاره با مقادیر اندکی از عناصر دیگر است. ترکیب این عناصر در کوتوله‌های سفید متفاوت است و به موادی بستگی دارد که در طول عمر ستاره با آن تعامل داشته‌اند.

برای مثال، عناصری مانند آهن، منیزیم و سدیم که معمولاً در سنگ‌ها یافت می‌شوند، ممکن است روی سطح این ستاره‌ها وجود داشته باشند. به گفته هالندز، این عناصر می‌توانند نشانه‌ای از وجود یک منظومه سیاره‌ای در گذشته در نزدیکی ستاره باشند یا از بقایای جرمی مانند یک سیارک سرچشمه گرفته باشند که بیش از حد به کوتوله سفید نزدیک شده است.

او توضیح داد: «این جرم متلاشی و به غبار تبدیل می‌شود. سپس ذرات سنگی و بقایای آن روی کوتوله سفید سقوط می‌کنند. این مواد با لایه‌های بیرونی ستاره مخلوط می‌شوند و در نتیجه می‌توان ترکیب مواد سنگی را اندازه‌گیری کرد. بنابراین می‌توانیم از کوتوله سفید به‌عنوان ابزاری تشخیصی برای اندازه‌گیری ترکیب شیمیایی مواد سیاره‌ای استفاده کنیم.»

آدام بورگاسر، استاد اخترشناسی و اخترفیزیک دانشگاه کالیفرنیا در سن‌دیگو، نیز در این باره گفت: «کوتوله سفید سیاره‌ها را از هم می‌پاشد و ما می‌توانیم ببینیم درون آن سیاره واقعاً چه موادی وجود داشته است؛ از جمله نسبت عناصر مختلف. این اطلاعات سرنخ‌هایی درباره چگونگی شکل‌گیری این سیاره‌ها به ما می‌دهد.»

او این فرایند را به بررسی صحنه جرم تشبیه کرد و گفت: «ما شواهد باقی‌مانده را کنار هم می‌گذاریم و از این طریق می‌توانیم داستان سیاره‌ای را که در گذشته‌ای بسیار دور وجود داشته و چگونگی شکل‌گیری آن را بازسازی کنیم.»

ارتباط با چشم انسان

هالندز در این پژوهش، ۱۵۱ کوتوله سفید شناخته‌شده را بررسی کرد که در فاصله حداکثر ۲۰ پارسک، معادل حدود ۶۵ سال نوری، از زمین قرار دارند. به گفته او، عناصر اصلی موجود در کوتوله سفید سبزرنگ عبارت‌اند از کلسیم، سدیم و لیتیم.

بورگاسر که در این پژوهش مشارکت نداشته است، گفت: «این موضوع علاقه من را به بررسی بیشتر این جرم و دلیل انباشت چنین حجم زیادی از مواد روی آن برانگیخت. چنین یافته‌ای می‌تواند هم برای عموم مردم و هم برای دانشمندان جذاب باشد و آن‌ها را به شناخت بیشتر اجرام بسیار غیرمعمول موجود در این مجموعه ترغیب کند.» هالندز افزود کوتوله سفید قابل‌توجه دیگری نیز وجود دارد که به دلیل تراکم بالای مولکول‌های کربن، رنگ آن تقریباً به صورتی متمایل به سالمونی شباهت دارد.

اگرچه هیچ‌یک از این کوتوله‌های سفید را نمی‌توان مستقیماً از زمین با چشم مشاهده کرد، هالندز توانسته است رنگ آن‌ها را با استفاده از داده‌های طیف نوری ستاره‌ها محاسبه کند. در توضیح پژوهشگران، طیف نوری مانند «اثر انگشت» یک ستاره است که هنگام تفکیک نور آن بر اساس طول موج به دست می‌آید؛ درست مانند منشوری که نور خورشید را به رنگ‌های رنگین‌کمان تجزیه می‌کند.

هالندز توضیح داد که این پژوهش باعث شده است این اجرام دوردست از نظر ذهنی به انسان نزدیک‌تر شوند. او گفت: «این پژوهش ارتباط انسانی دلنشینی با اجرامی ایجاد می‌کند که آن‌قدر دور هستند که گاهی حتی به‌عنوان پژوهشگر احساس می‌کنید ارتباط چندانی با موضوع مطالعه خود ندارید. اما وقتی می‌توانید جنبه‌ای انسانی به آن اضافه کنید، همه‌چیز ملموس‌تر می‌شود.»

اگنس کیم، اخترفیزیک‌دان و استاد فیزیک دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا در اسکرانتون که در این پژوهش مشارکت نداشته است، گفت مشاهدات مربوط به ستاره سبزرنگ بر داده‌های موجود تکیه دارند و ممکن است به درک کاملاً تازه‌ای از کوتوله‌های سفید منجر نشوند؛ با این حال، این مطالعه رویکردی جذاب و نگاهی متفاوت به این اجرام آسمانی ارائه می‌دهد.

کیم در ایمیلی نوشت: «از نظر من، پژوهشی که از طیف نوری به آنچه چشم انسان می‌بیند می‌رسد، نقطه تلاقی جالبی میان فیزیک و زیست‌شناسی است. برایم شگفت‌انگیز است که برخی از این ستاره‌ها اگر به‌اندازه کافی به ما نزدیک بودند، سبز به نظر می‌رسیدند و حتی جالب‌تر اینکه برخی دیگر صورتی دیده می‌شدند.»

بورگاسر نیز افزود که روش دسته‌بندی این پژوهش، بر اساس دما و ویژگی‌های جو ستاره‌ها، می‌تواند در تحقیقات آینده این حوزه مفید باشد.

او گفت: «برخی از این اجرام صورتی متمایل به بنفش هستند و برخی دیگر سبزفام یا آبی به نظر می‌رسند. چنین دسته‌بندی‌ای ــ که در اخترشناسی همواره از آن استفاده می‌کنیم ــ به ما اجازه می‌دهد بررسی کنیم چرا این اجرام چنین رنگ‌هایی دارند و آیا بر اساس ترکیب شیمیایی‌شان با یکدیگر مرتبط هستند یا نه.»

او اضافه کرد که اطلاعات مشابهی پیش‌تر نیز به شکل‌های دیگر در دسترس بوده است، اما این روش می‌تواند راه ساده‌تری برای سازمان‌دهی داده‌ها فراهم کند.

هالندز قصد دارد در ادامه، طیف نوری تعداد بیشتری از کوتوله‌های سفید را بررسی کند. پیشرفت روش‌های علمی به پژوهشگران امکان می‌دهد مجموعه جدیدی از ستاره‌ها را مطالعه کنند که حتی از زمین دورتر هستند. او گفت: «ما کوتوله‌های سفیدی را می‌شناسیم که هنوز طیف نوری آن‌ها را در اختیار نداریم، اما این وضعیت به‌زودی تغییر خواهد کرد؛ زیرا چندین طرح پیمایش طیف‌سنجی قرار است داده‌های خود را منتشر کنند.»

هالندز افزود: «تعداد کوتوله‌های سفیدی که طیف نوری آن‌ها در اختیار داریم، ده برابر خواهد شد. بنابراین، اگر خوش‌شانس باشیم، شاید تعداد کوتوله‌های سفید سبزرنگ از یک یا دو مورد به ۱۰ یا ۲۰ مورد افزایش پیدا کند.»

این پژوهش در نشریه علمی RAS Techniques and Instruments، با نام اختصاری RASTI، منتشر شده است.