کشف جدید هابل؛ یک کوتوله سفید در حال بلعیدن دنیایی یخ‌زده شبیه پلوتو!

اخترشناسان با استفاده از تلسکوپ فضایی هابل بقایای یک دنیای یخ‌زده و شبیه به پلوتو را کشف کرده‌اند که توسط یک ستاره‌ی دوردست از نوع کوتوله سفید بلعیده می‌شود.

این “صحنه کیهانی” نه‌تنها سرنوشت دراماتیک قطعات سیاره‌ای را آشکار می‌کند، بلکه این نظریه را نیز تقویت می‌کند که عناصر سازنده حیات در سراسر کهکشان پراکنده شده‌اند.

کشف یک قطعه سیاره‌ای یخ‌زده و سرشار از آب

ستاره‌شناسان دانشگاه واریک اثر شیمیایی یک قطعه سیاره‌ای یخ‌زده و غنی از آب را کشف کرده‌اند که توسط یک ستاره کوتوله سفید در خارج از منظومه شمسی ما مصرف می‌شود.

در منظومه شمسی، تصور می‌شود که دنباله‌دارها و سیاره‌نماهای (اجسام کوچک جامد در فضا) یخی مسئول رساندن آب به زمین بوده‌اند. وجود این اجرام یخی یک پیش‌نیاز برای شکل‌گیری حیات در دنیاهای دیگر است، اما شناسایی آن‌ها در خارج از منظومه شمسی بسیار دشوار است، زیرا اجرام یخی کوچک، کم‌نور هستند و نیاز به تحلیل شیمیایی دارند.

سرنخ‌هایی از تلسکوپ فضایی هابل

در مطالعه‌ای که در اطلاعیه‌های ماهانه انجمن سلطنتی ستاره‌شناسی منتشر شد، ستاره‌شناسانی از واریک، اروپا و آمریکا شواهد محکمی یافته‌اند مبنی بر اینکه اجرام یخی و غنی از مواد فرار، که قادر به رساندن آب و عناصر سازنده حیات هستند، در منظومه‌های سیاره‌ای فراتر از منظومه ما نیز وجود دارند.

برای این کشف، این گروه از طیف‌سنجی فرابنفش تلسکوپ فضایی هابل استفاده کردند تا ترکیب شیمیایی ستاره‌های دوردست را بررسی کنند. یک ستاره، WD 1647+375، به دلیل داشتن «مواد فرار» (مواد شیمیایی با نقطه ذوب پایین) در سطح خود، متمایز بود. جو کوتوله‌های سفید معمولاً از هیدروژن و هلیوم تشکیل شده است، اما WD 1647+375 عناصری مانند کربن، نیتروژن، گوگرد و اکسیژن را نیز داشت.

این جو غنی از مواد فرار، اولین سرنخ بود که نشان می‌داد WD 1647+375 متفاوت است.

صحنه جرم کیهانی: کوتوله‌های سفید به عنوان نگهدارنده شواهد

نویسنده اصلی مقاله، سنهالاتا ساهو، پژوهشگر دپارتمان فیزیک دانشگاه واریک، می‌گوید:

غیرمعمول نیست که کوتوله‌های سفید نشانه‌هایی از کلسیم، آهن و سایر فلزات را از موادی که در حال برافزایش (جذب) آن‌ها هستند، نشان دهند. این مواد از سیارات و سیارک‌هایی می‌آیند که بیش از حد به ستاره نزدیک شده و تکه‌تکه شده و جذب می‌شوند. تجزیه و تحلیل ترکیب شیمیایی این مواد، پنجره‌ای را به روی ما باز می‌کند که سیاره‌نماهای خارج از منظومه شمسی چگونه تشکیل شده‌اند.

به این ترتیب، کوتوله‌های سفید مانند صحنه‌های جرم کیهانی عمل می‌کنند – وقتی یک سیاره‌نما به درون می‌افتد، عناصر آن اثر انگشت شیمیایی را در جو ستاره باقی می‌گذارند و به ما اجازه می‌دهند هویت «قربانی» را بازسازی کنیم. معمولاً ما شواهدی از جذب مواد سنگی مانند کلسیم و سایر فلزات را می‌بینیم، اما تأیید یافتن بقایای غنی از مواد فرار تنها در تعداد انگشت‌شماری از موارد تأیید شده است.

نیتروژن و اکسیژن، آشکارکننده دنیایی یخی

یکی از مواد فرار، یعنی نیتروژن، یک اثر انگشت شیمیایی به‌ویژه مهم برای دنیاهای یخی است. طیف‌سنجی فرابنفش در این مطالعه نشان داد که درصد بالایی از جرم مواد جذب شده توسط WD 1647+375 را نیتروژن تشکیل می‌دهد (حدود ۵٪). این بیشترین فراوانی نیتروژن است که تاکنون در بقایای یک کوتوله سفید شناسایی شده است. همچنین، جو WD 1647+375 اکسیژن بسیار بیشتری نسبت به آنچه انتظار می‌رفت (۸۴٪ بیشتر) به دست آورده است، که اگر جسم جذب‌شده سنگی بود، این مقدار نباید وجود می‌داشت و هر دو مورد نشان‌دهنده یک جسم یخی هستند.

ستاره‌شناسان همچنین داده‌هایی داشتند که نشان می‌داد این بقایا حداقل ۱۳ سال گذشته با نرخی معادل ۲۰۰,۰۰۰ کیلوگرم (وزن یک نهنگ آبی بالغ) در ثانیه به تغذیه ستاره مشغول بوده‌اند. این بدان معناست که اندازه این جرم یخی حداقل ۳ کیلومتر قطر داشته (یا به اندازه یک دنباله‌دار)، اما این حداقل اندازه است، زیرا برافزایش می‌تواند صدها هزار سال بیشتر از این عکس فوری ۱۳ ساله طول بکشد، به این معنی که اندازه جرم می‌تواند نزدیک به ۵۰ کیلومتر قطر و یک کوینتیلیون کیلوگرم وزن داشته باشد.

این داده‌ها در مجموع تصویری از یک سیاره‌نمای یخی/غنی از آب (که ۶۴٪ آن از آب تشکیل شده است) را ترسیم کردند که توسط این ستاره در حال بلعیده شدن بود، شاید شبیه به دنباله‌داری مانند هالی یا یک تکه سیاره کوتوله مانند C/2016 R2.

دنیایی شبیه پلوتو فراتر از منظومه شمسی ما

نویسنده دوم مقاله، پروفسور بوریس ت. گنسیکه از دپارتمان فیزیک دانشگاه واریک، گفت:

ماهیت غنی از مواد فرار WD 1647+375 آن را شبیه به اجرام کمربند کویپر (KBOs) در منظومه شمسی ما می‌کند – اجرام یخی که فراتر از مدار نپتون یافت می‌شوند. ما فکر می‌کنیم که سیاره‌نمایی که توسط ستاره جذب می‌شود، به احتمال زیاد قطعه‌ای از یک سیاره کوتوله مانند پلوتو است. این نتیجه‌گیری بر اساس ترکیب غنی از نیتروژن، جرم پیش‌بینی شده بالا، و نسبت بالای یخ به سنگ ۲.۵ است که بیشتر از KBOs معمولی بوده و احتمالاً از پوسته یا گوشته یک سیاره شبیه پلوتو نشأت گرفته است.

این اولین کشف قطعی از یک کوتوله سفید با جو هیدروژن است که صرفاً یک سیاره‌نمای یخی را جذب می‌کند. اینکه آیا این جرم در منظومه سیاره‌ای اطراف ستاره اصلی شکل گرفته یا یک دنباله‌دار بین ستاره‌ای است که از اعماق فضا به دام افتاده است، هنوز یک سؤال بی‌پاسخ است. در هر صورت، این یافته شواهد قانع‌کننده‌ای ارائه می‌دهد که اجرام یخی و غنی از مواد فرار در منظومه‌های سیاره‌ای فراتر از منظومه ما وجود دارند.

آشکارسازی بلوک‌های سازنده حیات

این کشف همچنین نقش منحصربه‌فرد طیف‌سنجی فرابنفش را در بررسی ترکیب چنین اجرام کمیاب و غنی از مواد فرار در فراتر از منظومه شمسی ما برجسته می‌کند. فقط UV می‌تواند عناصر فرار (کربن، گوگرد، اکسیژن، و به ویژه نیتروژن) را شناسایی کند و بخش مهمی از تلاش‌های آینده برای جستجوی بلوک‌های سازنده حیات در اطراف ستاره‌های دیگر خواهد بود.

منبع:‌ Scitechdaily