دانشمندان موفق شدند ستاره ای نوترونی کشف کنند که تنها ۳۳ سال عمر دارد

ستاره‌شناسان مدت‌ها به وجود ستاره‌ای نوترونی در پوشش غباری SN 1987 A شک داشتند؛ ولی حالا یک گام به اثبات آن نزدیک‌تر شده‌اند.

۲۴ فوریه‌ی ۱۹۸۷، انفجار کیهانی غیرمنتظره‌ای جامعه‌ی ستاره‌شناسی را شگفت‌زده کرد. انفجار معروف به سوپرنوای SN 1987A حاصل فروپاشی ستاره‌ای غول‌آسا و نزدیک‌ترین سوپرنوای ثبت‌شده به زمین از زمان اختراع تلسکوپ بوده؛ البته این انفجار در راه شیری رخ نداده است. SN 1987A در ابر بزرگ ماژلانی رخ داد که یکی از کهکشان‌های ماهواره‌ای راه شیری است و در فاصله‌ی ۱۷۰ هزار سال نوری از زمین قرار گرفته است؛ بااین‌حال، SN 1987A به‌قدری درخشان بود که حتی ناظران بدون چشم مسلح هم تا هفته‌ها می‌توانستند آن را در آسمان شب ببینند.

چشم‌انداز خارق‌العاده‌ی SN 1987A از زمین، تنها نکته‌ی مهم این سوپرنوا نبود. این پدیده فرصت بی‌سابقه‌ای برای ستاره‌شناسان بود تا عامل انفجار سوپرنوا و قدرت نوسان‌ انفجار در فضای اطراف را ارزیابی کنند. هنوزهم می‌توان موج ضربه‌ای حاصل از SN 1987A را احساس کرد که با ابرهای غباری اطراف خود در حال تعامل است. بااین‌حال، هنوز رازی درباره‌‌ی این پدیده وجود دارد؟ SN 1987A چه ردپایی از خود به‌جای گذاشت؟ طبق پژوهشی جدید، پاسخ به این پرسش ستاره‌‌ای نوترونی است.

لاشه‌ی SN 1987A

ستاره‌شناسان برای مدتی تصور می‌کردند SN 1987A از خود ستاره‌ای نوترونی را برجای خواهد گذاشت. نور سوپرنوا پس از چند ساعت به زمین رسیده بود و طبق انتظار، جریان ذرات نوترینو به‌سمت زمین حرکت کردند. این ذرات توقف‌ناپذیر از مواد متراکم سوپرنوا عبور کردند. درواقع، دانشمندان اولین‌بار در سوپرنوای 1987A موفق شدند نوترینوهای خارج از منظومه‌ی شمسی را کشف کنند.

اگرچه نوترینوها حاصل تولد ستاره‌ای نوترونی در SN 1987A بودند، ستاره‌شناسان هنوز مطمئن نبودند که این ستاره‌ هنوز در بقایای سوپرنوا وجود دارد یا به سیاهچاله تبدیل شده است. آن‌ها با وجود دَه‌ها سال نظارت بر این سوپرنوا هنوز موفق نشدند نشانه‌های قانع‌کننده درباره‌ی جرم فشرده‌ی نزدیک به مرکز 198A را کشف کنند.

پژوهشگران در مقاله‌ی جدیدشان که ۳۰ ژوئیه در مجله‌ی Asrophysical منتشر شد، گزارشی از شواهد مربوط به ستاره‌ی نوترونی در SN 1987A ارائه دادند. این ستاره جوان‌ترین ستاره‌ی نوترونی است که تاکنون کشف شده. ستاره‌ی رکورددار قبلی، کاسیوپیا A، تقریبا ۳۳۰ سال داشت. ستاره‌شناسان این پژوهش را با استفاده از تلسکوپ رادیویی ALMA (آرایه‌ی زیرمیلی‌متری/میلی‌متری عظیم آتاکاما) مستقر در شیلی انجام شدند تا بتوانند به‌دقت روی غبارهای سوپرنوا تمرکز کنند.

 در تصاویر جدید، گلوله‌ای داغ در هسته‌ی SN 1987A دیده می‌شود؛ بااین‌حال، گلوله‌ی یادشده خود ستاره‌ی نوترونی نیست؛ زیرا ستاره‌های نوترونی معمولا تقریبا به‌اندازه‌ی ۱/۴ برابر جرم خورشید در کره‌ای با قطر ۲۵ کیلومتر متراکم می‌شوند و امکان رصد مستقیم آن‌ها وجود ندارد. به‌نظر می‌رسد گلوله‌ی کشف‌شده ابر گازی غول‌آسایی باشد که محیط اطراف خود را روشن می‌کند و درست در نقطه‌ای نزدیک به ستاره‌ی نوترونی SN 1987A قرار دارد. میکاکو ماستورا، از دانشگاه کاردیف و یکی از مؤلفان این پژوهش می‌گوید:

چیزی در ابر غباری وجود دارد که باعث افزایش حرارت غبار و درخشش آن شده است. این گلوله حداکثر ۴،۰۰۰ واحد نجومی را پوشش می‌دهد (هر واحد نجومی برابر با فاصله‌ی زمین تا خورشید است) و طبق تخمین‌ها درجه‌ی حرارت آن به پنج‌میلیون درجه‌ی سانتی‌گراد می‌رسد؛ به‌همین‌دلیل، معتقدیم ستاره‌ای نوترونی درون این ابر غباری مخفی شده است.

البته گلوله‌ی گازی دقیقا در مرکز SN 1987A قرار ندارد و کمی با آن فاصله دارد؛ اما این خطا زیاد بر درستی نظریه تأثیر ندارد. ستاره‌شناسان مدت‌ها به انفجار نامتقارن SN 1987A و توزیع نابرابر مواد در آن شک داشتند. چنین انفجار نامتقارنی براساس قانون سوم نیوتن به جابه‌جایی ستاره‌ی نوترونی در جهت مخالف با سرعت هزاران کیلومتربرثانیه منجر شده است؛ درنتیجه ستاره‌شناسان با محاسبه‌ی مسافتی که ستاره‌ی نوترونی در طول سی سال گذشته طی کرده است، می‌توانند فاصله‌ی آن با مرکز SN 1987A را حدس بزنند. طبق مشاهدات و تصاویر‌ ALMA، ستاره‌ی نوترونی می‌تواند در گلوله‌ی گاز و غباری باشد.

حالا که ستاره‌شناسان تقریبا موفق شده‌اند موقعیت ستاره‌ی نوترونی را در SN 1987A بیابند (نام مستعار این ستاره NS 1987A است)، جست‌وجو و مسئله‌ی واقعی برای درک ماهیت آن آغاز می‌شود. حالا این پرسش مطرح می‌شود: آیا ستاره‌ی جدید نوعی تپ‌اختر است؟ تپ‌اختر ستاره‌ای نوترونی است که پرتوی قدرتمندی از تشعشعات رادیویی را منتشر می‌کند. این پرتوها به دور ستاره می‌چرخند. به‌طور کلی، تمام تپ‌اخترها ستاره‌های نوترونی هستند؛ اما تمام ستاره‌های نوترونی تپ‌اختر نیستند.

با اینکه ستاره‌شناسان هنوز از مکانیزم انتشار جت رادیویی در تپ‌اختر اطلاعاتی ندارند، آن را با چرخش ستاره و میدان مغناطیسی آن مرتبط می‌دانند؛ اما تاکنون موفق نشده‌اند هیچ‌کدام از این پالس‌های رادیویی از SN 1987A را کشف کنند. ستاره‌شناسان برای اینکه مشخص کنند NS 1987A تپ‌اختر یا صرفا ستاره‌ی نوترونی خاموشی است، باید جرم و دمای گلوله‌ی گازی را تجزیه‌‌وتحلیل کنند. سپس با بررسی تغییرات دوره‌ای در درخشش گلوله‌ی گازی، می‌توانند هر نوع لرزش را با ریتم تپ‌اختر احتمالی تطبیق دهند. پژوهشگران تقریبا به راز دیرینه‌ی هسته‌ی SN 1987A پی برده‌اند؛ اما برای بررسی پیامدها و آثار این سوپرنوا هنوز در آغاز راه هستند.