ستارگان متغیر ستارگانی هستند که وقتی از زمین به آن‌ها نگاه می‌کنیم‏، درخشش آن‌ها در حالت کم و زیاد شدن یا «تغییر» به نظر می‌رسد. بسته به دلیل ایجاد این تغییر درخشش در آن‌ها، این ستارگان به دو دسته وسیع تقسیم‌بندی می‌شوند. اگر این تغییر ناشی از تغییر در ویژگی‌های فیزیکی ستاره باشد، در آن صورت «ستارگان متغیر ذاتی» نامیده می‌شوند، در حالی که «ستارگان متغیر غیرذاتی» به ستاره‌هایی اطلاق می‌شود که تغییر در درخشش آن‌ها ناشی از عوامل خارجی‏ نظیر گرفتگی ستاره‌ی ندیمِ در حال چرخش به دور آن ستاره است. نامی مولوی پژوهشگر رصدخانه ژنو‏ که در حال حاضر رهبر این تیم تحقیقاتی نیز است، می‌گوید: «گروه ما نمی‌دانست که نتیجه مشاهدات ممکن است چه باشد، اما می‌دانست که با مشاهده منظم خوشه‌های باز در بازه زمانی طولانی‌مدت می‌تواند درک خود را از دسته‌بندی‌های شناخته‌شده‌ی ستارگان متغیر بالا ببرد... لیکن هیچ یک از ما انتظار یافتن دسته‌ی جدیدی را نداشت». مولوی بیان داشت که یافته‌های این تیم آن‌چنان شگفت‌انگیز بود که محققان برای درک و استنباط نتایج آن بیش از شش ماه زمان گذاشتند، و در نهایت «کیفیت داده‌ها و تحلیل‌ها» به گونه‌ای بود که پژوهشگران درستی این نتایج را پذیرفتند.

انواع مختلف ستارگان متغیر

در حین این مطالعه، این تیم 36 نوع ستاره متغیر جدید را پیدا کرد، که از تشابه قدر 20 درصد از ستارگان مشاهده‌شده در این خوشه حکایت داشت. مولوی توضیح داد که این موارد گواه کافی برای اثبات نوع جدیدی از ستارگان است، زیرا تمامی این ستارگان در خوشه‌ای واحد مشاهده شده بودند. این بدان معناست که همه آن‌ها ویژگی‌های نجومی یکسانی دارند، از جمله دمای سطح آن‌ها برابر است. از این رو آن‌چه در خصوص نتایج شگفت‌انگیز است آن است که تغییرات متناوبی در نور ستارگانی با آن دماهای خاص اتفاق می‌افتد.

مولوی چنین بیان کرد: این ستارگان تنها همانند برخی از ستارگان تپشی (پالس‌دار) که تاکنون شناخته شده‌اند، به دلیل ویژگی‌های متغیر خود می‌توانند به عنوان ستارگان متغیر «استاندارد» در نظر گرفته شوند. لیکن دانستن این موضوع که آن‌ها ستارگان رشته اصلی هستند که همانند خورشید در هسته خود هیدروژن می‌سوزانند و دمای سطح آن‌ها 9000 تا 11000 کلوین است، موجب خاص بودن آن‌ها می‌شود. زیرا انتظار نمی‌رود ستارگان رشته اصلی با این دماها دارای تپش باشند یا مشخصات فیزیکی دیگری داشته باشند که طبق نظریه‌های جریان، به تغییرات متناوب درخشش آن‌ها منتهی شود.

غیرمنتظره یا غیرقابل‌توضیح؟

مولوی به همراه شاپی سیزن که او نیز اخترشناسی در رصدخانه ژنو است، به همراه همکاران خود سه نظریه ممکن را برای توضیح این تغییرات غیرمنتظره اتخاذ کردند. اولین نظریه به امکان وجود ستاره ندیم جفت آن نظر دارد. مولوی می‌گوید: «اگر ستاره بخشی از سیستم دوتایی باشد‏، آن‌گاه امکان تغییر کل نوری که از ستاره ساطع می‌شود، با توجه به حرکت مداری آن ستاره به دور ستاره‌ی ندیمش وجود دارد». او چنین می‌افزاید که «ولی حدود یک‌سوم از این 36 ستاره دارای تناوب چندگانه هستند. یعنی بیش از یک فرکانس در سیگنال نوری آن‌ها شناسایی شده است که با سیستم دوتایی قابل توضیح نیست».

نظریه دوم مربوط به تپش ستاره‌ای است که با تناوب چندگانه و هم‌چنین برخی ویژگی‌های دیگر که در دسته دوم نشان داده شده، سازگار است. متأسفانه تپش ستاره‌ای در این ستاره‌ها قابل توجیه نمی‌باشد. مشاهدات این تیم نشان می‌دهد که 4 تا از این 36 ستاره با سرعت‌های چرخشی بسیار بالا، مثلاً با سرعتی بیش از 50 درصد سرعت بحرانی خود (سرعتی که اگر سرعت چرخش ستاره از آن بالاتر رود، ستاره متلاشی خواهد شد) مشخصه‌یابی شده‌اند. مولوی توضیح داد که «چرخش سریع ممکن است شرایط داخلی ستاره را تا حدی تغییر دهد که موجب تداوم تپش ستاره‌ای آن شود. اما در حقیقت اطلاعاتی در این باره موجود نیست. در حال حاضر هیچ مدل نجومی‌ای وجود ندارد که قادر به پیش‌بینی تداوم یافتن یا نیافتن تپش در ستارگانی با چرخش‌های بسیار سریع باشد».

گزینه سوم وجود «نقاطی» را بر سطح این ستارگان در حال چرخش در نظر می‌گیرد و هم‌چنین فرض می‌کند که در هنگام چرخش ستاره ممکن است این نقاط تغییرات نوری ایجاد نمایند. انتظار نمی‌رود ستارگان داغ فعال باشند و در حال حاضر هیچ نظریه‌ای قادر به توضیح چگونگی ایجاد نقاط بر سطح این ستارگان نیست». مولوی ادامه داد: «بنابراین منشأ این تغییرات نوری هم‌چنان در هاله‌ای از ابهام است و هیچ امکانی را، حتی آن‌هایی را که در این‌جا ذکر نشده، رد نمی‌کنیم».

محققان هم‌چنین در حین این مطالعه هفت‌ساله خوشه‌های دیگری را نیز مشاهده نمودند و هم‌اکنون در حال تحلیل داده‌های حاصل از این مشاهدات هستند. مولوی به physicsworld.com گفت: «از آن‌جا که تعداد ستارگان در خوشه‌های مختلف متفاوت است، ممکن است نمونه‌ای از این نوع از ستارگان متغیر در سایر خوشه‌ها نیابیم یا شاید هم بیابیم». او اشاره داشت که نتیجه هرچه باشد، سرنخ‌های بیشتری را درباره منشأ این تغییرات نوری در اختیار تیم ما خواهد گذاشت. «آن‌ها با یافتن روابطی میان وجود یا عدم وجود این تغییرات نوری با ویژگی‌های ستارگان به تحلیل بیشتر آن ها می‌پردازند».

تیم ما امیدوار است نتایج ارائه‌شده کارشناسان در زمینه تپش‌های ستاره‌ای را به ارائه‌ی پیش‌بینی‌هایی در خصوص ستارگان با چرخش‌های سریع تشویق کند. مولوی عرضه داشت که سایر هم‌کاران او در دانشگاه ژنو و هم‌چنین کارشناسان این حوزه بر این باورند که این کار «وظیفه‌ای‌ بسیار دشوار است».

منبع:

 http://physicsworld.com/cws/article/news/2013/jun/14/putting-a-new-spin-on-variable-stars

مرجع:

 http://dx.doi.org/10.1051/0004-6361/201321065