تصاویر ابط‌الجوزا در ژانویه ۲۰۱۹، دسامبر ۲۰۱۹، ژانویه ۲۰۲۰ و مارس ۲۰۲۰ کم‌فروغی بی‌سابقه‌ی ستاره را نشان می‌دهد. (Credit: ESO/M. Montargès et al./L. Calçada)

کم‌نور شدن چشمگیرِ سال گذشته‌ی ستاره‌ی ابط‌الجوزا، که برای بسیاری ستاره‌ی «شانه‌ی راست» صورت فلکی شکارچی است، ناشی از ابری از غبار بود که خودِ ستاره به بیرون پرتاب می‌کرد. اخترفیزیک‌دانان با استفاده از تصویربرداری‌های با وضوح بالا از ابط‌الجوزا پیش و پس از کم‌نور شدن و ترکیب آن با شبیه‌سازی‌های کامپیوتری به این نتیجه رسیدند و آن را در ۱۶ ژوئن امسال در نشریه نیچر^۱ منتشر کردند.

به‌طور معمول ابط‌الجوزا یکی از ده ستاره‌ی درخشان آسمان شب است. محققان چندین دهه می‌دانستند که ابط‌الجوزا چرخه‌ی کم‌نور شدنِ تقریباً هر ۴۲۵ روزه دارد که در طی آن به طور موقت حدود یک‌چهارم اوج درخشندگی خود را از دست می‌دهد. اما اخترشناسان در فوریه ۲۰۲۰ متوجه شدند که روشنایی ستاره به طور بی‌سابقه‌ای تا دوسوم کاهش یافته است، به اندازه‌ای که برای دیدن با چشم غیرمسلح قابل‌توجه است.

گمانه‌زنی درباره‌ی محرک کم‌فروغیِ بدونِ توجیه این است که ستاره در آستانه‌ی انفجار است. ابط‌الجوزا یک ابرغول قرمز است؛ نوعی ستاره که بسیار پرجرم‌تر و هزاران برابر کوتاه‌عمرتر از خورشید است، و انتظار می‌رود که زندگی آن طی ۱۰۰۰۰۰ سال آینده با یک انفجار ابرنواختری شکوهمند به پایان برسد. این رخداد منظره‌ی خیره‌کننده‌ای فراهم می‌کند که قرن‌هاست زمینیان مانند آن ندیده‌اند: آخرین ابرنواختر راه شیری که از زمین دیده می‌شد در سال ۱۶۰۴ بود و ابط‌الجوزا آن قدر به سیاره‌ی ما نزدیک است که ابرنواختر آن به اندازه‌ی کافی درخشان خواهد بود که چندین هفته طی روز قابل مشاهده باشد. طبق آخرین برآوردها این ستاره حدود ۱۶۸ پارسک (۵۴۸ سال نوری) از ما فاصله دارد^۲.

اما اخترفیزیک‌دانان بسیاری هشدار دادند که حدس ابرنواختر خیال واهی است. آنها اشاره کردند که احتمالاً این کم‌فروغ شدن در اثر مکانیسم پیش‌پاافتاده‌تری مانند ظاهر شدن لکه‌ای از ماده‌ی سرد غیرمعمول روی سطح ستاره بوده که با نام سلول همرفتی معروف است یا ابری از غبار که در امتداد خط دید ما از آن عبور کرده است.

اکنون، میگل مونتارگس، اخترفیزیک‌دانِ رصدخانه‌ی پاریس، و همکارانش دریافته‌اند که احتمالاً دلیل «کم‌فروغی بزرگ» ترکیبی از هر دوی اینها بوده است.

معما حل شد

این گروه در ژانویه‌ ۲۰۱۹، دسامبر ۲۰۱۹، ژانویه ۲۰۲۰ و مارس ۲۰۲۰ با استفاده از تلسکوپ بسیار بزرگ در صحرای شیلی، مجموعه تصاویر با وضوح بالایی از ستاره تهیه کردند. ابط‌الجوزا بیش از ۱۶ برابر پرجرم‌تر از خورشید و ۷۶۴ برابر بزرگ‌تر از آن است، آن قدر بزرگ که اگر در مرکز منظومه‌ی شمسی قرار داشت مدار سیارات تا مریخ را دربر می‌گرفت. مونتارگس - که یک دهه در حال بررسی و مطالعه روی ابط‌الجوزا است و از ده سالگی، وقتی ابط‌الجوزا اولین ستاره‌ای بود که او توانست در آسمان تشخیص دهد، به آن علاقه داشت - توضیح می‌دهد این یکی از معدود ستارگانی است که اخترفیزیک‌دانان می‌توانند به جای آن که آن را یک نقطه‌ی نور تکی در نظر بگیرند به صورت یک قرص حل کنند.

تصاویر به وضوح نشان دادند، آن‌طور که از نیم‌کره‌ی شمالی زمین دیده می‌شود، بخش پایین، سمت چپ ستاره به طور چشمگیری کم‌فروغ شده بود و موقعیت بخش تاریک‌تر طی دوره‌ی تصویربرداری تغییر مهمی نداشته است. این مطلب نشان می‌دهد که لکه‌ی تاریک ناشی از ابری از غبار است که خودِ ستاره به بیرون پاشیده بود و، به جای عبور از آن، تقریباً در امتداد خط دید ما حرکت می‌کرد. مونتارگس می‌گوید «اگر ابرِ در حال گذار بود باید از ستاره عبور می‌کرد».

توجیه گروه برای کم‌فروغ شدن این است که یک سلول همرفتی سرد غیرمعمول باعث افت شدید دما در جو ستاره شده است. این کار باعث می‌شود گازی که سال گذشته ستاره به بیرون پرتاب کرده بود به سرعت به غبار متراکم شود و جلوی نور ستاره را بگیرد. همان‌طور که محققان با اجرای بیش از ده‌هزار شبیه‌سازی کامپیوتری تأیید کردند این سنارویی بود که بهترین تطبیق را با داده‌ها داشت. مونتارگس می‌گوید: «نتیجه‌ی مدل‌سازی این است که هر دو رخداد هم‌زمان اتفاق افتاده است».

مردیت جویس، اخترفیزیک‌دانِ ‌مؤسسه‌ی علوم تلسکوپ فضایی در بالتیمورِ مریلند، می‌گوید: «این واقعیت که شبیه‌سازی انجام شده مرا متقاعد می‌کند» که این توضیح درست است.

چیاکی کوبایاشی، اخترفیزیک‌دان دانشگاه هرتفوردشیر در هتفیلد در انگلستان، می‌گوید: «اگر می‌توانستیم بدانیم که چند روز یا چند سال بعد ابط‌الجوزا انفجار ابرنواختری خواهد داشت، بسیار عالی می‌شد» با این حال هنوز محققان درک کافی و دقیقی از ابط‌الجوزا، و به طور کلی از ابرغول‌های قرمز، ندارند که بتوانند چنین پیش‌بینی‌ای داشته باشند.

منبع:

https://www.nature.com/articles/d41586-021-01633-4

مراجع:

1.

Joyce, M. et al. Astrophys. J. 902, 63 (2020).