دانشمندان چینی جرمی با جرم احتمالی ۱.۸ تا ۲.۸ برابر خورشید کشف کردند که شاید یک ستاره نوترونی باشد و منشأ آن همچنان ناشناخته است.
فهرست مطالب
ستاره‌شناسان چینی جرمی پنهان با جرم احتمالی ۱.۸ تا ۲.۸ برابر خورشید را در یک منظومه دوتایی شناسایی کرده‌اند که ممکن است یک ستاره نوترونی بسیار سنگین باشد.
به گزارش سرویس نجوم تک‌ناک، بررسی داده‌های تلسکوپ LAMOST و پروژه APOGEE باعث شناسایی این منظومه دوتایی به نام J0008+0128 شده است. این منظومه از یک ستاره غول سرخ و جرمی نامرئی تشکیل شده است که پژوهشگران وجود آن را از طریق تأثیر گرانشی بر حرکت ستاره همراه تشخیص داده‌اند. این یافته از این نظر اهمیت دارد که جرم همراه پنهان به مرز ستاره‌های نوترونی و سیاه‌چاله‌ها نزدیک می‌شود.
ستاره‌های نوترونی از بقایای ستاره‌های پرجرمی به وجود می‌آیند که در پایان عمر خود منفجر شده‌اند. جرم یک ستاره نوترونی معمولی حدود ۱.۴ برابر خورشید است، اما این مقدار در کره‌ای با قطر نزدیک به ۲۰ کیلومتر فشرده می‌شود. سیاه‌چاله‌های ستاره‌ای نیز از فروپاشی ستاره‌های بسیار پرجرم شکل می‌گیرند و جرم نمونه‌های شناخته‌شده آنها معمولا از حدود پنج برابر خورشید آغاز می‌شود.
ستاره‌شناسان تاکنون ستاره نوترونی با جرمی بیش از ۲.۵ برابر خورشید را به‌طور قطعی کشف نکرده‌اند. ازاین‌رو، محدوده ۲.۵ تا پنج برابر جرم خورشید را یکی از بخش‌های مهم شکاف جرمی میان ستاره‌های نوترونی و سیاه‌چاله‌ها می‌دانند. بررسی اجرامی که جرم آنها به این محدوده نزدیک می‌شود، می‌تواند به شناخت مرز میان این دو نوع جرم فشرده کمک کند. البته بازه تخمینی جرم همراه J0008+0128 کاملا درون شکاف جرمی قرار نمی‌گیرد و بخشی از آن پایین‌تر از این محدوده است.
ویژگی‌های غیرمعمول منظومه تازه‌کشف‌شده
پژوهشگران دریافتند که غول سرخ و همراه نامرئی آن هر ۳.۳ سال یک بار به دور مرکز جرم مشترک خود می‌چرخند. فاصله این دو جرم زیاد است، اما مدار آنها برخلاف انتظار تقریبا دایره‌ای باقی مانده است. همین ترکیب فاصله زیاد و شکل مدار، توضیح تاریخچه شکل‌گیری منظومه را دشوار می‌کند. در واقع، پژوهشگران باید هم جرم غیرعادی این همراه و هم شکل تقریبا دایره‌ای مدار آن را توضیح دهند.
ستاره‌شناسان نور مستقلی از جرم همراه مشاهده نکرده‌اند. نبود چنین نوری نشان می‌دهد که جرم پنهان احتمالا ستاره‌ای معمولی نیست. پژوهشگران با توجه به جرم محاسبه‌شده و رفتار مداری منظومه، آن را نامزد یک ستاره نوترونی فوق‌سنگین می‌دانند. با وجود این، ماهیت این جرم هنوز به‌طور مستقیم تأیید نشده است.
ستاره‌های نوترونی در برخی منظومه‌های دوتایی، مواد ستاره همراه را جذب می‌کنند و در نتیجه سنگین‌تر می‌شوند. این توضیح برای J0008+0128 چندان مناسب نیست، زیرا همراه پنهان در فاصله‌ای قرار دارد که امکان جذب مؤثر مواد از غول سرخ را فراهم نمی‌کند. بنابراین، پژوهشگران برای توضیح جرم بالای آن باید سناریوهای دیگری را بررسی کنند.
ناکامی ۳۰۰ هزار شبیه‌سازی در توضیح منشأ منظومه
دانشمندان برای بازسازی تاریخچه این منظومه، بیش از ۳۰۰ هزار شبیه‌سازی از تحول منظومه‌های دوتایی انجام دادند. هیچ‌یک از این مدل‌ها نتوانست به‌طور هم‌زمان جرم بالای همراه پنهان و ویژگی‌های مداری مشاهده‌شده را توضیح دهد. این نتیجه نشان می‌دهد که منظومه احتمالا مسیر تکاملی غیرمعمولی را پشت سر گذاشته است.
نمونه مشابه شناخته‌شده، منظومه Gaia NS1 است که ستاره نوترونی آن حدود ۱.۹ برابر خورشید جرم دارد و دوره مداری آن نزدیک به دو سال است. با وجود این، ویژگی‌های J0008+0128 از این نمونه نیز غیرمعمول‌تر به نظر می‌رسد.
پژوهشگران احتمال می‌دهند که منظومه در واقع سه‌تایی باشد. در این صورت، جرم نامرئی ممکن است از دو ستاره نوترونی کوچک و نزدیک به یکدیگر یا از یک ستاره نوترونی و یک کوتوله سفید تشکیل شده باشد. سناریوی دیگر این است که منظومه در گذشته سه‌تایی بوده است و دو جرم کوچک‌تر آن با یکدیگر ادغام شده‌اند.
به اعتقاد پژوهشگران، شکل‌گیری چنین منظومه‌ای از نظر فیزیکی ناممکن نیست، اما احتمالا به مجموعه‌ای از شرایط خاص نیاز دارد. نتایج این پژوهش در مجله علمی Science Advances منتشر شده است