کوتوله های سفید ستارگان زامبی “هی متال” هستند که منظومه های سیاره ای مرده در حال از هم پاشیدن هستند
به گزارش مجله نجم
ستاره شناسان ممکن است سرانجام معمای این که چگونه ستارگان مرده فوق متراکم به نام کوتوله های سفید پوسته فلزی سنگین خود را تازه نگه می دارند را حل کرده باشند – با آدم خواری آنچه از منظومه های سیاره ای آنها باقی مانده است.
قرار است خورشید ما بعد از تمام شدن هیدروژنی که به همجوشی هسته‌ای در هسته‌اش کمک می‌کند، در حدود پنج میلیارد سال آینده به یک کوتوله سفید تبدیل شود. بنابراین، تحقیقات جدید ممکن است به ما اشاره ای در مورد آنچه ممکن است برای بقیه منظومه شمسی پس از وقوع این انتقال رخ دهد، به ما بدهد.
کوتوله های سفید زمانی تشکیل می شوند که ستارگانی مانند خورشید می میرند و بقایای ستاره ای با جرم تقریباً جرم خورشید و عرضی تقریباً برابر جرم زمین ایجاد می کنند. آنها رایج ترین ستارگان در کهکشان راه شیری هستند، زیرا 97 درصد اجرام ستاره ای را تشکیل می دهند. با این حال، با وجود اشتراکات آنها در کهکشان ما، ترکیب شیمیایی کوتوله های سفید یک راز است. این به این دلیل است که سطوح این بقایای ستاره‌ای با عناصر سنگین‌تر از هلیوم تزئین شده است که ستاره‌شناسان آن را «فلزات» می‌نامند.
اکنون، تیمی از دانشمندان کشف کرده‌اند که فلزات سنگین مانند سیلیکون، منیزیم و کلسیم زمانی که این ستاره‌های زامبی اجسام سنگی کوچکی مانند دنباله‌دارها و سیارک‌ها را می‌بلعند، به سطح کوتوله‌های سفید راه پیدا می‌کنند. محققان همچنین مکانیسمی را شناسایی کردند که کوتوله‌های سفید برای سوخت‌رسانی به خود از طریق افزایش سیاره‌های کوچک استفاده می‌کنند.
مربوط: ستاره زامبی در حین جویدن سیاره‌هایش زخم فلزی می‌گیرد: “تا به حال چیزی شبیه به این دیده نشده است”
آن ماری مادیگان، عضو تیم مطالعه، استاد اخترفیزیک و علوم سیاره‌ای در دانشگاه کلرادو بولدر، در بیانیه‌ای گفت: “اکثریت قریب به اتفاق سیارات در جهان در نهایت به دور یک کوتوله سفید خواهند چرخید.” “این امکان وجود دارد که 50 درصد از این منظومه ها توسط ستارگان خود، از جمله منظومه شمسی خودمان خورده شوند. اکنون، ما مکانیزمی برای توضیح علت این اتفاق داریم.”
کشف اولیه فلزات سنگین روی سطح کوتوله های سفید گیج کننده بود. این به این دلیل است که از طریق فروپاشی این ستارگان، زمانی که آنها از ستاره های دنباله اصلی به کوتوله های سفید تبدیل می شوند، فلزات سنگین باید در فضای داخلی این بقایای ستاره ای فرو بروند.
تاتسویا آکیبا، یکی از اعضای تیم مطالعه، کاندیدای دکترا در دانشگاه، گفت: “ما می دانیم که اگر این فلزات سنگین روی سطح کوتوله سفید وجود داشته باشد، کوتوله سفید به اندازه کافی متراکم است که این فلزات سنگین خیلی سریع به سمت هسته فرو می روند.” . کلرادو. بنابراین، شما نباید هیچ فلزی را روی سطح کوتوله سفید ببینید مگر اینکه کوتوله سفید چیزی بخورد.
این منجر به این سوال می شود: این ستارگان زامبی چگونه از محیط اطراف خود تغذیه می کنند به گونه ای که فلزات سنگین به طور مداوم در سطوح خود پر می شوند؟
برای بررسی این موضوع، تیم یک شبیه‌سازی رایانه‌ای ایجاد کرد که یک کوتوله سفید را بازسازی کرد که “لگد تولد” را که این باقیمانده‌ها در نتیجه از دست دادن مواد در جهت مطلوب دریافت می‌کنند، دریافت می‌کنند. این حرکت کوتوله سفید و دینامیک ماده اطراف آن را تغییر می دهد.
آکیبا گفت: «شبیه‌سازی‌ها به ما کمک می‌کنند تا دینامیک اجرام مختلف اخترفیزیکی را درک کنیم.» بنابراین، در این شبیه‌سازی، ما دسته‌ای از سیارک‌ها و دنباله‌دارها را به دور کوتوله سفید پرتاب می‌کنیم که بسیار بزرگ‌تر است و می‌بینیم که شبیه‌سازی چگونه تکامل می‌یابد. تکامل یابد.” این سیارک ها و دنباله دارها توسط کوتوله سفید خورده می شوند.
در 80 درصد آزمایش‌های این تیم، ضربه قبل از تولد کوتوله سفید، مدار سیارک‌ها و دنباله‌دارها را به فاصله‌ای معادل 240 برابر فاصله زمین و خورشید تغییر داد. این مدارهای تغییر یافته درازتر شدند و با یکدیگر همسو شدند. آنها همچنین دریافتند که 40 درصد از سیارات کوچکی که توسط یک کوتوله سفید خورده شده اند دارای مدارهای رتروگراد هستند، به این معنی که آنها به دور باقیمانده ستاره در جهتی مخالف چرخش آن می چرخند.
این تیم اجازه داد این شبیه سازی برای 100 میلیون سال اجرا شود و دریافتند که سیارات کوچک نزدیک به کوتوله سفید، در فواصل حدود 30 برابر فاصله زمین و خورشید – تقریباً فاصله مداری نپتون – در مدارهای طولانی باقی مانده و شروع به حرکت کردند. یک واحد
مادیگان گفت: «من فکر می‌کنم این چیزی است که در مورد نظریه ما منحصربه‌فرد است: ما می‌توانیم توضیح دهیم که چرا رویدادهای برافزایش طولانی هستند. در حالی که مکانیسم‌های دیگر ممکن است رویداد برافزایش اولیه را توضیح دهند، شبیه‌سازی‌های ما با ضربه نشان می‌دهد که چرا هنوز صدها میلیون سال بعد رخ داده است.»
نتایج حاکی از وجود فلزات سنگین بر روی سطوح کوتوله‌های سفید است زیرا این ستاره‌های زامبی، مانند موجودات مرده فیلم جورج رومرو، بدون توجه به جلو حرکت می‌کنند و دائماً همه چیز را در مسیر خود مصرف می‌کنند.
در آینده، تیم امیدوار است که شبیه‌سازی را افزایش دهد تا ببیند وقتی اجرام بزرگ‌تر از دنباله‌دارها و سیارک‌ها، مانند سیارات، با کوتوله‌های سفید تعامل می‌کنند، چه اتفاقی می‌افتد.
تا آن زمان، این نتایج نشان می‌دهد که در اطراف رایج‌ترین ستارگان کهکشان راه شیری چه می‌گذرد و به عنوان یک توپ کریستالی برای بررسی آینده منظومه شمسی عمل می‌کند.
مک اینتایر نتیجه گرفت: «سیاره‌های کوچک می‌توانند به ما بینشی نسبت به سایر منظومه‌های خورشیدی و ترکیبات سیاره‌ای فراتر از جایی که در منطقه خورشیدی خودمان زندگی می‌کنیم، بدهند. کوتوله های سفید فقط عدسی به گذشته نیستند بلکه به عنوان عدسی به آینده نیز عمل می کنند.
تحقیقات این تیم ماه گذشته در The Astrophysical Journal Letters منتشر شد.
