اخترشناسان برای اولین بار اجرام مخفی اطراف ستاره های درخشان را رویت کردند

محققان با استفاده از ‌تلسکوپ فضایی گایا برای نخستین بار موفق یه مشاهده اجرام مخفی اطراف ستاره های درخشان شدند.

دانشمندان با استفاده از داده‌های کاتالوگ تلسکوپ فضایی گایا، موفق به تصویربرداری مستقیم از هشت جرم کم‌نور همراه با ستارگان بسیار درخشان، از جمله ستارگان ناکام یا کوتوله‌های قهوه‌ای شدند. یافته‌هایی که می‌تواند برای علاقه‌مندان به اخبار نجوم، شگفت‌انگیز باشد.

این ستارگان و همراهان آن‌ها در ابتدا از میان میلیون‌ها ستاره در کاتالوگ گایا شناسایی شدند. سپس برای بررسی‌های بعدی با استفاده از ابزار زمینی GRAVITY، یک تداخل‌سنج پیشرفته فروسرخ واقع در تلسکوپ بسیار بزرگ (VLT) در قله سرو پارانال شیلی، مناسب تشخیص داده شدند. GRAVITY با ترکیب نور فروسرخ از چندین تلسکوپ، فرآیندی که تداخل‌سنجی نامیده می‌شود، پیشتر اولین رصد مستقیم یک سیاره فراخورشیدی یا سیاره فراسوی منظومه شمسی را انجام داده بود.

در اطراف ستاره‌های درخشان چه خبر است؟

با پیگیری مشاهدات گایا، GRAVITY توانست مستقیما سیگنال‌های نوری از همراهان اطراف هشت ستاره درخشان را شناسایی کند که هفت مورد از آن‌ها اجرام نظری بودند که تاکنون کشف نشده بودند.

سه مورد از این اجرام همراه، ستارگان کوچک و کم‌نور هستند و پنج مورد دیگر کوتوله‌های قهوه‌ای بوده‌اند. کوتوله‌های قهوه‌ای مانند ستارگان شکل می‌گیرند و جرم بیشتری نسبت به سیارات غول گازی دارند، اما جرم کافی برای آغاز همجوشی هیدروژن به هلیوم در هسته خود مانند ستارگان اصلی ندارند. به همین دلیل به آن‌ها ستارگان ناکام می‌گویند.

یکی از کوتوله‌های قهوه‌ای کشف شده توسط GRAVITY، در فاصله‌ای تقریبا برابر با فاصله زمین تا خورشید به دور ستاره مادر خود می‌چرخد. این اولین باری است که یکی از این ستارگان ناکام به این نزدیکی به ستاره میزبان خود به طور مستقیم دیده می‌شود. توماس وینترهالدر، سرپرست تیم و دانشمند رصدخانه جنوبی اروپا (ESO)، در بیانیه‌ای گفت:

ما نشان دادیم که می‌توان تصویری از یک همراه کم‌نور را حتی زمانی که به ستاره میزبان درخشان خود بسیار نزدیک است، ثبت کرد. این دستاورد هم‌افزایی قابل توجه بین گایا و GRAVITY را نشان می‌دهد. تنها گایا می‌تواند چنین سیستم‌های نزدیکی را که شامل یک ستاره و یک همراه پنهان هستند شناسایی کند و سپس GRAVITY می‌تواند برای تصویربرداری از جسم کوچکتر و کم‌نورتر با دقت بی‌سابقه‌ای عمل کند.

در گجت نیوز بخوانید: ناسا تصاویر خارق‌العاده ای را از فضا منتشر کرد که تاکنون هیچ‌کس ندیده است آیا تلسکوپ جیمز وب واقعا توانسته قوانین فیزیک و اخترشناسی را زیر و رو کند؟ ستاره های مرده پس از مدتی مجدد می‌درخشند؛ بازگشت از مرگ در سطحی بالاتر؟ اسرار عدم بازگشت انسان به کره ماه فاش شد بازهم یک سیارک بزرگ و خطرناک زمین را هدف گرفته است

چالش تصویربرداری از اجرام کم‌نور اطراف ستارگان درخشان مانند ستارگان کوچک و کوتوله‌های قهوه‌ای که در اطراف ستارگان درخشان قرار دارند، بسیار دشوار است. این چالش را می‌توان به مشاهده نور یک کرم شب‌تاب روی یک فانوس دریایی تشبیه کرد. نور درخشان فانوس دریایی، نور ضعیف کرم شب‌تاب را تحت الشعاع قرار می‌دهد و مشاهده آن را تقریباً غیرممکن می‌سازد.

گرچه تلسکوپ گایا قادر به رصد مستقیم این اجرام کم‌نور نیست، اما توانست وجود آن‌ها را از طریق روش دیگری تشخیص دهد. هنگامی که یک کوتوله قهوه‌ای یا ستاره کوچک به دور یک ستاره بزرگ‌تر می‌چرخد، نیروی گرانشی آن بر ستاره مادر تأثیر گذاشته و باعث ایجاد لرزشی در حرکت این ستاره می‌شود.

این لرزش باعث تغییر طول موج نور ساطع شده از ستاره می‌شود. زمانی که ستاره از زمین دور می‌شود، طول موج نور کشیده شده و به سمت انتهای قرمز طیف الکترومغناطیسی جابه‌جا می‌شود. برعکس، زمانی که به سمت زمین نزدیک می‌شود، طول موج نور کوتاه شده و به سمت انتهای آبی طیف منتقل می‌شود. این پدیده که به جابه‌جایی دوپلر معروف است، مشابه تغییرات فرکانس صدای آمبولانس در حال حرکت است.

تلسکوپ گایا به اندازه کافی حساس است که بتواند این تغییر بسیار کوچک در طول موج نور را تشخیص دهد. اجرام همراه این ستارگان در نمونه‌های گایا در زوایای بسیار کوچکی از ستارگان مادر خود قرار دارند، حدود چند ده میلی‌ثانیه قوسی که تقریباً برابر با اندازه یک سکه از فاصله حدود 100 کیلومتری است.

توماس وینترهالدر توضیح می‌دهد:

در مشاهدات ما، داده‌های گایا مانند یک راهنما عمل می‌کنند. بخشی از آسمان که می‌توانیم با GRAVITY ببینیم بسیار کوچک است، بنابراین باید بدانیم به کجا نگاه کنیم. اندازه‌گیری‌های دقیق و بی‌نظیر گایا از حرکت‌ها و موقعیت ستارگان برای نشانه‌گیری ابزار ما به سمت جهت درست در آسمان ضروری است.

همکاری گایا و GRAVITY به تیم تحقیقاتی کمک کرد تا فراتر از تشخیص این همراهان گام بردارند. این دو مجموعه داده همچنین به تیم محققان اجازه داد تا جرم ستارگان و همراهان آن‌ها را از هم جدا کنند. علاوه بر این، اندازه‌گیری تفاوت در طول موج‌های نور از ستارگان و اجرام همراه آن‌ها، همراه با تخمین‌های جرم ذکر شده، به تیم اجازه داد تا سن همراهان را تعیین کنند.

کشف جزئیات تازه‌ای از کوتوله‌های قهوه‌ای

این بررسی نشان داد که کوتوله‌های قهوه‌ای در سنین و جرم‌های مشاهده شده، کم‌نورتر از حد انتظار هستند، که نشان می‌دهد این اجرام ممکن است خود میزبان یک همراه کوچکتر و حتی کم‌نورتر، شاید حتی قمرهای فراخورشیدی گریزانی باشند.

قدرت همکاری گایا و GRAVITY به دانشمندان این امکان را می‌دهد که به زودی از این دو ابزار برای تصویربرداری از همراهان کوچکتر اطراف ستارگان درخشان، به ویژه سیارات فراخورشیدی استفاده کنند.

یوهانس سالمن، دانشمند آژانس فضایی اروپا (ESA) و مسئول گایا، می‌گوید، توانایی تشخیص حرکت‌های کوچک جفت‌های نزدیک در آسمان منحصر به ماموریت گایا است. کاتالوگ بعدی که به عنوان بخشی از انتشار داده‌های چهارم (DR4) در دسترس خواهد بود، مجموعه غنی‌تری از ستارگان با همراهان بالقوه کوچکتر را در بر خواهد داشت. این نتیجه در جستجوی سیارات در کهکشان ما گام جدیدی برمی‌دارد و به ما وعده می‌دهد که نگاهی به دنیای جدید و دور بیندازیم.