عنکبوت‌های کهکشانی که ستاره‌ها را می‌خورند

به گزارش گزوه دانش و فناوری،گروهی از ستاره‌های مرده به نام «تپ‌اخترهای عنکبوتی»(Spider pulsars) در حال محو کردن ستاره‌های همراه خود هستند. داده‌های «رصدخانه پرتو ایکس چاندرا»(CXO) در مورد خوشه کروی «امگا قنطورس»(Omega Centauri) به ستاره‌شناسان کمک خواهند کرد تا بفهمند تپ‌اخترهای عنکبوتی چگونه همراهان ستاره‌ای خود را شکار می‌کنند.

تپ‌اختر یک هسته متراکم در حال چرخش است که پس از فروپاشی یک ستاره بزرگ و تشکیل شدن یک ستاره نوترونی باقی می‌ماند. ستاره‌های نوترونی که به سرعت در حال چرخش هستند، می‌توانند پرتوهای تابشی را تولید کنند. این تابش را مانند پرتو یک فانوس در حال چرخش می‌توان در قالب یک منبع تابش قوی و تپنده یا تپ‌اختر مشاهده کرد. برخی از تپ‌اخترها که در حدود ده‌ها تا صدها بار در ثانیه می‌چرخند، «تپ‌اخترهای میلی‌ثانیه‌ای»(Millisecond pulsars) نامیده می‌شوند.

تپ‌اخترهای عنکبوتی، گروه ویژه‌ای از تپ‌اخترهای میلی‌ثانیه‌ای هستند و به دلیل آسیبی که به ستاره‌های کوچک همراه خود در مدار اطراف وارد می‌کنند، این نام به آنها داده شده است. لایه‌های بیرونی ستاره‌های همراه تپ‌اختر، با بادهای حاوی ذرات پرانرژی از بین می‌روند که از تپ‌اخترهای عنکبوتی بیرون می‌آیند.

ستاره‌شناسان اخیرا با استفاده از تلسکوپ‌های رادیویی «پارکس»(Parkes Observatory) و «مرکات»(Array Telescope MeerKAT)، ۱۸ تپ‌اختر میلی‌ثانیه‌ای را در خوشه کروی امگا قنطورس واقع در فاصله ۱۷۷۰۰ سال نوری از زمین کشف کردند. سپس دو ستاره‌شناس «دانشگاه آلبرتا»(UAlberta)، داده‌های چاندرا از امگا قنطورس را بررسی کردند تا ببینند آیا تپ‌اخترهای میلی‌ثانیه‌ای، پرتو ایکس را از خود ساطع می‌کنند یا خیر.

پژوهشگران ۱۱ تپ‌اختر میلی‌ثانیه‌ای را یافتند که پرتو ایکس ساطع می‌کردند و پنج مورد از آنها تپ‌اخترهای عنکبوتی بودند که در نزدیکی مرکز امگا قنطورس متمرکز شده‌اند. سپس، آنها داده‌های امگا قنطورس را با مشاهدات چاندرا در مورد ۲۶ تپ‌اختر عنکبوتی در ۱۲ خوشه کروی دیگر ترکیب کردند.

این عکس نزدیک از امگا قنطورس که در پرتو ایکس گرفته شده است، مکان برخی از تپ‌اخترهای عنکبوتی را نشان می‌دهد.

دو نوع تپ‌اختر عنکبوتی براساس اندازه ستاره در حال نابودی وجود دارد. تپ‌اخترهای عنکبوتی «پشت‌قرمز»(Redback pulsars) به ستاره‌های همراه خود که وزن آنها بین یک دهم و نیم جرم خورشید است، آسیب می‌رسانند. این در حالی است که تپ‌اخترهای عنکبوتی «بیوه سیاه»(Black widow Pulsars) به ستاره‌های همراه با کمتر از پنج درصد جرم خورشید آسیب می‌رسانند.

این گروه پژوهشی، تفاوت آشکاری را بین دو گروه از تپ‌اخترهای عنکبوتی پیدا کردند. پشت‌قرمزها در پرتو ایکس، روشن‌تر از بیوه‌های سیاه بودند و این موضوع، نتایج پیشین را تایید می‌کند. این گروه، اولین گروه پژوهشی هستند که همبستگی کلی بین تابش پرتو ایکس و جرم همراه تپ‌اخترهای عنکبوتی را نشان می‌دهند و تپ‌اخترهایی را به نمایش می‌گذارند که پرتوهای ایکس بیشتری را تولید می‌کنند و با همراهان پرجرم‌تری جفت می‌شوند. پژوهش آنها شواهد روشنی را ارائه می‌دهد مبنی بر این که جرم همراه تپ‌اخترهای عنکبوتی، بر دوز پرتو ایکس دریافت‌شده توسط ستاره تأثیر می‌گذارد.

تصور می‌شود پرتوهای ایکس شناسایی‌شده توسط چاندرا عمدتا زمانی ایجاد می‌شوند که بادهای حاوی ذرات دورشده از تپ‌اخترها، با بادهای در حال وزش از ستاره‌های همراه برخورد می‌کنند و امواج ضربه‌ای مشابه امواج تولیدشده توسط هواپیماهای مافوق صوت را به وجود می‌آورند.

تپ‌اخترهای عنکبوتی معمولا تنها در فاصله حدود یک تا ۱۴ برابر فاصله زمین و ماه از همراهان خود جدا می‌شوند. این نزدیکی از نظر کیهانی باعث می‌شود که ذرات پرانرژی تپ‌اخترها به طور ویژه به ستاره‌های همراه خود آسیب برسانند.

این یافته‌های جدید با مدل‌های نظری که دانشمندان توسعه داده‌اند، مطابقت دارند. از آنجا که ستاره‌های پرجرم‌تر، باد متراکم‌تری از ذرات را تولید می‌کنند، وقتی باد تولیدشده توسط آنها با ذرات تپ‌اختر برخورد می‌کند، ضربه قوی‌تری ایجاد می‌شود و پرتو ایکس درخشان‌تری شکل می‌گیرد. نزدیکی ستاره‌های همراه به تپ‌اخترهایشان بدین معناست که پرتوهای ایکس به همراه باد تولیدشده توسط تپ‌اختر می‌توانند آسیب قابل توجهی را به ستاره‌ها وارد کنند.

دید واضح رصدخانه پرتو ایکس چاندرا، برای مطالعه کردن تپ‌اخترهای میلی‌ثانیه‌ای در خوشه‌های کروی بسیار مهم است زیرا آنها اغلب حاوی تعداد زیادی منبع پرتو ایکس در قسمت کوچکی از آسمان هستند و این امر، تشخیص دادن منابع از یکدیگر را دشوار می‌کند. چندین تپ‌اختر میلی‌ثانیه‌ای در امگا قنطورس دارای منابع پرتو ایکس غیرمرتبط دیگری هستند که تنها چند ثانیه از آنها فاصله دارند.

این پژوهش در مجله «MNRAS» به چاپ رسید.

انتهای پیام