دانشمندان جرمی با سرعت خیره کننده را در کهکشان راه شیری شناسایی کردند - اخبار مشروح

مرگ ستارگان بزرگ آرام روی نمی دهد بلکه همراه با رویداد فوق العاده درخشانی است که کیهان را روشن می کند؛ رویدادی که با عنوان انفجار ابرنواختری شناخته می شود و ستارگان را در ابری باشکوه به فضا پرتاب می کند. در همین حال، هسته ستاره ی مرده می تواند باقی بماند و با فرو ریختن در خود، به یک ستاره نوترونی اَبَرچگال یا یک سیاهچاله تبدیل شود.

حتی اگر این انفجار به روش خاصی روی دهد، می تواند باعث پرتاب کردن هسته فروپاشی شده در سراسر کهکشان شود. با چنین سرعت های بالایی، در نهایت ممکن است هسته ستاره ای در یک سفر خشن به فضای میان کهکشانی منتقل و به طور کامل از کهکشان خارج شود.

اکنون طبق پژوهش ارائه شده در دویست وچهلمین نشست انجمن نجوم آمریکا، یکی از این نوع ستارگان به تازگی از طریق داده های رصدخانه پرتو ایکس چاندرا اندازه گیری شده است: نوعی ستاره نوترونی ضربان دار که به عنوان تپ اختر شناخته می شود و با سرعتی در حدود 612 کیلومتر بر ثانیه جهت خود را می شکافد.

این جرم در شمار سریع ترین اجرام کشف شده از این نوع محسوب می شود. سریع ترین ستاره شناخته شده در کهکشان راه شیری، یک باقیمانده ابرنواختری پرتاب شده بر اثر انفجار نیست، بلکه ستاره ای است که به دور کمان ای* (Sgr A*) سیاهچاله بسیار پرجرم مرکز کهکشان می چرخد. این جرم در سریع ترین نقطه مدار خود با سرعت باورنکردنی 24000 کیلومتر بر ثانیه حرکت می کند.

شی لانگ (Xi Long) اخترفیزیکدان مرکز اخترفیزیک هاروارد و اسمیتسونیان (CfA) گفت: ما مستقیما حرکت تپ اختر را در پرتو ایکس دیدیم و این کار فقط با دید بسیار تیزبین چاندرا ممکن شد. چون این جرم خیلی دور است برای دیدن حرکت، ناچار شدیم معادل عرض یک سکه را به اندازه حدود 24 کیلومتر درنظر بگیریم.

این کشف با مشاهده بقایای یک انفجار ابرنواختری درخشان به نام G292.0+1.8 در فاصله 20000 سال نوری از ما انجام شد. رصدهای قبلی یک تپ اختر پرسرعت را در آن نشان داده بود اما لانگ و همکارانش می خواستند با مطالعه این جرم، تاریخچه ابرنواختر را به کمک ردیابی معکوس حرکت آن به سمت مرکز آشکار کنند.

دانیل پتناود (Daniel Patnaude) اخترفیزیکدان مرکز اخترفیزیک هاروارد و اسمیتسونیان، گفت: ما فقط تعداد انگشت شماری انفجار ابرنواختری داریم که تاریخچه تاریخی قابل اعتمادی برای آن ها شناسایی شده است، بنابراین می خواستیم ببینیم که آیا می توان G292.0+1.8 را به این مجموعه اضافه نمود یا خیر.

آن ها تصاویر گرفته شده از بقایای این ابرنواختر در سال های 2006 و 2016 را مطالعه و از داده های فضاپیمای گایا در مورد مکان فعلی آن در کهکشان راه شیری استفاده کردند و به مقایسه تفاوت ها را در موقعیت تپ اختر پرداختند. این مقایسه ها چیز بسیار جالبی را نشان داد: به نظر می رسد که ستاره مرده 30 درصد سریع تر از تخمین های قبلی حرکت می کند.

این بدان معناست که سفر هسته ستاره از مرکز باقیمانده ابرنواختر، در زمان بسیار کوتاه تری روی داده و نشان می دهد که خود انفجار ابرنواختری هم به تازگی رخ داده است. تخمین های قبلی تاریخ این ابرنواختر را حدود 3000 سال پیش نشان می داد اما در برآوردهای تازه این تاریخ به حدود 2000 سال پیش می رسد.

این اندازه گیری اصلاح شده سرعت تپ اختر همچنین به پیشبرد یک تحقیق تازه و دقیق درباره چگونگی پرتاب شدن ستاره مرده از مرکز ابرنواختر به موقعیت فعلی کمک کرد. آن ها دو سناریو را ارائه کردند که هر دو شامل سازوکاری مشابه است.

در مورد اول، نوترینوها به طور نامتقارن از انفجار ابرنواختری خارج می شوند و در دیگری، بقایای ناشی از انفجار شامل این پرتاب نامتقارن می شوند. با این حال، چون انرژی نوترینو باید بسیار زیاد باشد، توضیح محتمل تر این است که بقایای حاصل از انفجار نامتقارن بوده باشند.

یک انفجار نامتقارن می تواند هسته فروپاشیده یک ستاره مرده را با سرعت بسیار بالا به فضا پرتاب کند. این حالت باعث شده است تا ستاره با سرعت چشمگیر 550 کیلومتر بر ثانیه ;i بالاتر از سرعت فرار قرص مرکزی کهکشان راه شیری است، حرکت کند. اگرچه رسیدن به این منطقه، زمان زیادی طول می کشد و ممکن است حرکت ستاره به مرور زمان کند شود.

از سویی سرعت واقعی این تپ اختر ممکن است حتی بیشتر از 612 کیلومتر بر ثانیه باشد، زیرا اندکی هم در امتداد خط دید ما حرکت می کند. پل پلوسینسکی (Paul Plucinsky) دیگر همکار این پژوهش گفت: این تپ اختر حدود 200 میلیون بار پرانرژی تر از حرکت زمین به دور خورشید است و به نظر می رسد که فقط به دلیل انفجار نامتقارن ابرنواختر، چنین ضربه قدرتمندی دریافت کرده است.

عکس کاور: تپ اختر فراری در باقیمانده ابرنواختر G292.0 + 1.8

Credit:X-ray: NASA/CXC/SAO/L. Xi et al.; Optical: Palomar DSS2

منبع: Science Alert