این کوتوله سرخ، فوران نابودگر سیاره‌ای را به فضا پرتاب کرد!

اخترشناسان با استفاده از رصدخانه فضایی XMM-Newton متعلق به آژانس فضایی اروپا (ESA) به همراه تلسکوپ رادیویی LOFAR، یک مشاهده پیشگامانه انجام داده‌اند: آن‌ها به وضوح فوران انفجاری مواد ستاره‌ای را که توسط ستاره‌ای دیگر به فضا پرتاب شده است، شناسایی کرده‌اند. این فوران آنقدر قدرتمند بود که می‌توانست جوِ هر سیاره‌ای را که در مسیر آن قرار می‌گیرد، محو کند!

این رویداد به عنوان یک پرتاب جرم تاجی (Coronal Mass Ejection – CME) شناسایی شد، نوعی از فوران که اغلب در خورشید مشاهده می‌شود. در طول چنین انفجاری، مقادیر عظیمی از پلاسما و انرژی مغناطیسی به فضای اطراف پرتاب می‌شود و بر آنچه دانشمندان «آب و هوای فضایی» می‌نامند، تأثیر می‌گذارد. در زمین، این فوران‌های خورشیدی شفق‌های قطبی خیره‌کننده ایجاد می‌کنند، اما در طول زمان می‌توانند جو سیارات را نیز فرسایش دهند.

اگرچه CMEها در خورشید رایج هستند، اما اخترشناسان هرگز مدرک قطعی از وقوع یکی از آن‌ها در ستاره‌ای دیگر به دست نیاورده بودند—تا به امروز!

جو کالینگهام از مؤسسه نجوم رادیویی هلند (ASTRON) و نویسنده این تحقیق جدید که در مجله Nature منتشر شده است، می‌گوید:

اخترشناسان دهه‌هاست که می‌خواهند یک CME را در ستاره‌ای دیگر مشاهده کنند. یافته‌های قبلی وجود آن‌ها را استنباط کرده یا به حضورشان اشاره کرده‌اند، اما در واقع تأیید نکرده‌اند که مواد به‌طور قطعی به فضا گریخته باشند. ما اکنون برای اولین بار موفق به انجام این کار شده‌ایم.

همانطور که CME از لایه‌های بیرونی ستاره به سمت فضای بین‌ستاره‌ای سرازیر شد، یک موج ضربه‌ای و به همراه آن، یک فوران امواج رادیویی ایجاد کرد. جو و تیمش این سیگنال رادیویی کوتاه اما شدید را شناسایی و منشأ آن را به ستاره‌ای تقریباً ۴۰ سال نوری دورتر ردیابی کردند (تقریباً ۱۵ برابر عرض منظومه شمسی ما، که در مقیاس کیهانی فاصله نسبتاً کوتاهی است).

جو اضافه می‌کند:

این نوع سیگنال رادیویی به هیچ وجه وجود نخواهد داشت مگر اینکه مواد کاملاً از حباب مغناطیسی قدرتمند ستاره خارج شده باشند. به عبارت دیگر: این توسط یک CME ایجاد شده است.

خطری برای هر سیاره‌ای

ستاره‌ای که مواد را پرتاب می‌کند، یک کوتوله سرخ است – نوعی ستاره که بسیار کم‌نورتر، سردتر و کوچک‌تر از خورشید است. این ستاره هیچ شباهتی به ستاره خودمان ندارد: تقریباً نصف جرم خورشید را دارد، ۲۰ برابر سریع‌تر می‌چرخد و میدان مغناطیسی ۳۰۰ برابر قوی‌تر دارد. بیشتر سیاراتی که وجودشان در کهکشان راه شیری شناخته شده، به دور این نوع ستاره می‌چرخند.

این سیگنال رادیویی با استفاده از تلسکوپ رادیویی آرایه فرکانس پایین (LOFAR) و به لطف روش‌های جدید پردازش داده که توسط همکاران تحقیق، سیریل تاسه و فیلیپ زارکا در رصدخانه پاریس-PSL توسعه داده شده بود، مشاهده شد. سپس این تیم از XMM-Newton آژانس فضایی اروپا برای تعیین دما، چرخش و روشنایی ستاره در نور اشعه ایکس استفاده کرد. این کار برای تفسیر سیگنال رادیویی و درک آنچه واقعاً در حال وقوع بود، ضروری بود.

دیوید کونین، دانشجوی دکترا که با جو در ASTRON کار می‌کند، می‌گوید:

ما برای تشخیص امواج رادیویی به حساسیت و فرکانس LOFAR نیاز داشتیم. و بدون XMM-Newton، نمی‌توانستیم حرکت CME را تعیین کنیم یا آن را در یک زمینه خورشیدی قرار دهیم، که هر دو برای اثبات یافته‌هایمان حیاتی بودند. هیچ یک از این تلسکوپ‌ها به تنهایی کافی نبودند – ما به هر دو نیاز داشتیم.

محققان سرعت CME را ۲۴۰۰ کیلومتر بر ثانیه تعیین کردند، سرعتی که فقط در ۱ مورد از هر ۲۰ CME که در خورشید رخ می‌دهد، مشاهده می‌شود. این فوران هم به اندازه کافی سریع و هم به اندازه کافی چگال بود تا بتواند جو سیاراتی را که از نزدیک به دور ستاره می‌چرخند، به طور کامل از بین ببرد.

در جستجوی حیات

قابلیت از بین بردن جو سیارات توسط CME یک کشف هیجان‌انگیز برای جستجوی حیات در اطراف ستاره‌های دیگر است. قابلیت سکونت یک سیاره برای حیات به شکلی که ما می‌شناسیم، با فاصله آن از ستاره مادرش تعریف می‌شود – اینکه آیا در «منطقه قابل سکونت» ستاره قرار دارد یا خیر؛ ناحیه‌ای که در آن آب مایع می‌تواند روی سطح سیارات دارای جو مناسب وجود داشته باشد. این یک سناریوی «گلد‌یلاکس» (Goldilocks) است: خیلی نزدیک به ستاره خیلی داغ است، خیلی دور خیلی سرد، و حد وسط درست است.

اما اگر آن ستاره به طور خاص فعال باشد و به‌طور منظم فوران‌های خطرناک مواد را پرتاب کند و طوفان‌های خشنی را تحریک نماید، چه می‌شود؟ سیاره‌ای که به طور منظم با پرتاب‌های جرم تاجی قدرتمند بمباران می‌شود، ممکن است جو خود را به طور کامل از دست بدهد و یک سنگ سترون را پشت سر بگذارد – یک جهان غیرقابل سکونت، علی‌رغم اینکه مدارش «درست» است.

هنریک اکلوند، پژوهشگر ESA مستقر در مرکز اروپایی تحقیق و فناوری فضایی (ESTEC) در نوردویک، هلند، می‌افزاید:

این کار یک مرز رصدی جدید برای مطالعه و درک فوران‌ها و آب و هوای فضایی در اطراف ستاره‌های دیگر می‌گشاید.

ما دیگر محدود به برون‌یابی درک خود از CMEs خورشید به ستاره‌های دیگر نیستیم. به نظر می‌رسد که آب و هوای فضایی شدید ممکن است در اطراف ستارگان کوچک‌تر – میزبان‌های اصلی سیارات فراخورشیدی بالقوه قابل سکونت – حتی افراطی‌تر باشد. این امر پیامدهای مهمی برای نحوه حفظ جو این سیارات و احتمالاً قابل سکونت ماندن آن‌ها در طول زمان دارد.

این یافته همچنین درک ما از آب و هوای فضایی را بهبود می‌بخشد، موضوعی که مدت‌هاست موردتوجه مأموریت‌های ESA بوده و در حال حاضر توسط SOHO، مأموریت‌های پروبا، Swarm و Solar Orbiter در حال بررسی است.

در همین حال، XMM-Newton یک کاوشگر برجسته در کیهان داغ است. این تلسکوپ فضایی که در سال ۱۹۹۹ پرتاب شد، به هسته کهکشان‌ها خیره شده، ستارگان را برای درک نحوه تکامل آن‌ها مطالعه کرده، محیط اطراف سیاهچاله‌ها را بررسی کرده و فوران‌های شدید تابش پرانرژی را از ستارگان و کهکشان‌های دوردست مشاهده کرده است.

اریک کولکرز، دانشمند پروژه XMM-Newton در ESA، می‌گوید:

XMM-Newton اکنون به ما کمک می‌کند تا کشف کنیم که CMEها چگونه بر اساس نوع ستاره متفاوت هستند، چیزی که نه تنها در مطالعه ستارگان و خورشید ما جالب است، بلکه در جستجوی ما برای جهان‌های قابل سکونت در اطراف ستارگان دیگر نیز اهمیت دارد. همچنین قدرت عظیم همکاری را نشان می‌دهد که زیربنای تمام علوم موفق است. این کشف یک تلاش تیمی واقعی بود و به جستجوی ده‌ساله برای CMEs فراتر از خورشید پایان می‌دهد.

منبع: Scitechdaily