رفتن به محتوای اصلی
کوهستان
تکامل ستاره‌ایتوضیح کشف· 4 دقیقه مطالعه· در علم

ستاره‌شناسان برای اولین بار از همدم ستاره‌ای بتلجئوس عکس مستقیم گرفتند؛ تأیید نظریه‌ای ۴۰ ساله

پس از یک قرن گمانه‌زنی، ستاره‌شناسان اولین تصویر مستقیم از یک ستاره همدم را که به دور ابرغول سرخ بتلجئوس می‌چرخد، ثبت کردند و معمای دیرینه در مورد روشنایی نامنظم این ستاره را حل نمودند.

به قلم ساناز امامی

بتلجئوس تنها نیست. پس از یک قرن گمانه‌زنی و یک چارچوب نظری خاص که ۴۰ سال قدمت داشت، ستاره‌شناسان مستقیماً از یک همدم ستاره‌ای که به دور ابرغول سرخ مشهور می‌چرخد، تصویربرداری کردند.[1][2]

این رصد با استفاده از تلسکوپ بسیار بزرگ (VLT) رصدخانه جنوبی اروپا (ESO) در شیلی انجام شد. یافته‌ها که در مجله «اخترشناسی و اخترفیزیک» منتشر شده‌اند، قطعی‌ترین شواهد را تاکنون برای وجود یک ستاره ثانویه، که بتلجئوس B نامیده می‌شود، ارائه می‌دهند.[1][6]

این کشف معمای دیرینه در مورد رفتار نامنظم این ستاره را حل می‌کند. در حالی که بتلجئوس به دلیل چرخه تپش تقریباً ۴۰۰ روزه خود شناخته شده است، یک «دوره ثانویه طولانی» حدود شش ساله را نیز نشان می‌دهد.[3][4]

برای بیش از ۴۰ سال، اخترفیزیکدانان در مورد علت این چرخه ثانویه بحث کرده‌اند. نظریه غالب این بود که یک ستاره همدم پنهان در حال حرکت در میان گرد و غبار خارج شده از ابرغول است، که با ایجاد یک دنباله، نوری را که به زمین می‌رسد تغییر می‌دهد.[3][4]

اثبات این نظریه مستلزم غلبه بر یک مانع رصدی عظیم بود. بتلجئوس تقریباً ۱۰۰,۰۰۰ برابر روشن‌تر از خورشید ما است و شعاع آن به قدری بزرگ است که اگر در منظومه شمسی ما قرار گیرد، مشتری را در بر می‌گیرد.[1][5]

ستاره همراه در فاصله تخمینی ۸٫۸ واحد نجومی به دور ابط‌الجوزا مدار می‌زند.

تشخیص یک همدم در این درخشش، مانند عکس گرفتن از یک کرم شب‌تاب است که در کنار یک فانوس دریایی از فاصله چند مایلی وزوز می‌کند. جستجوهای قبلی با استفاده از تلسکوپ فضایی هابل و رصدخانه پرتو ایکس چاندرا بی‌نتیجه مانده بودند.[4]

این موفقیت به زمان‌بندی دقیق متکی بود. در اوایل سال ۲۰۲۴، مدل‌های نظری پیش‌بینی کردند که اگر یک همدم در مدار شش‌ساله وجود داشته باشد، در دسامبر ۲۰۲۴ به حداکثر جدایی ظاهری خود از بتلجئوس خواهد رسید.[2][6]

تیمی به رهبری میگل مونتارژس در رصدخانه پاریس از این پنجره زمانی استفاده کرد. آنها از ابزار SPHERE در VLT استفاده کردند، یک سامانه اپتیک تطبیقی فوق‌العاده که در اصل برای مسدود کردن ستارگان میزبان جهت تصویربرداری از سیارات فراخورشیدی طراحی شده است.[1][2]

با پوشاندن درخشش طاقت‌فرسای بتلجئوس، ابزار SPHERE یک نقطه نوری متمایز را نشان داد که تنها ۵۲ میلی‌ثانیه قوسی از ابرغول فاصله داشت.[3][5]

این جدایی زاویه‌ای متناظر با یک فاصله فیزیکی تخمینی حدود ۸.۸ واحد نجومی (AU) است—که همدم را تقریباً در فاصله زحل از خورشید ما قرار می‌دهد.[5]

تغییرات روشنایی ابط‌الجوزا هم ناشی از تپش‌های داخلی آن است و هم مدار ٦ ساله همدمش.

داده‌ها یک شگفتی را در مورد اندازه همدم آشکار کردند. در حالی که مدل‌های قبلی ستاره‌ای تقریباً به جرم خورشید ما پیش‌بینی می‌کردند، بتلجئوس B به طور قابل توجهی سنگین‌تر است و جرم آن بین ۲.۶ تا ۳.۱ جرم خورشیدی تخمین زده می‌شود.[1][3]

این جرم بالاتر توضیح می‌دهد که چرا تیم توانست آن را شناسایی کند. مونتارژس با توصیف این کشف به عنوان نتیجه یک جستجوی صدساله، خاطرنشان کرد: «از آنجا که جرم آن بیشتر از حد پیش‌بینی شده است، ما آن را می‌بینیم.»[1][2]

تاریخچه تکاملی این سامانه دوتایی تضاد جالبی را ارائه می‌دهد. هر دو ستاره احتمالاً حدود ۸ تا ۱۰.۵ میلیون سال پیش از یک ابر مولکولی مشابه تشکیل شده‌اند.[5]

از آنجایی که ستاره اصلی، بتلجئوس A، بسیار پرجرم‌تر بود (تخمین زده می‌شود ۱۵ تا ۲۰ جرم خورشیدی)، سوخت هیدروژن خود را با سرعتی سرسام‌آور سوزاند و به سرعت به یک ابرغول سرخ متورم شد که به پایان عمر خود نزدیک است.[6]

در مقابل، بتلجئوس B کوچک‌تر، بسیار کندتر تکامل یافت. به نظر می‌رسد که این ستاره به تازگی به مرحله رشته اصلی رسیده است، یعنی مرحله پایدار همجوشی هیدروژن که خورشید ما در حال حاضر از آن لذت می‌برد.[5]

حضور بتلجئوس B پیامدهای عمیقی برای مدل‌های تکامل ستاره‌ای دارد. در حال حاضر تنها ۲۰ تا ۴۰ درصد از ابرغول‌های سرخ دارای همدم شناخته شده هستند، اگرچه ستاره‌شناسان گمان می‌کنند که تعداد واقعی بسیار بیشتر است.[3]

از آنجایی که ستارگان پرجرم مقادیر عظیمی از جرم را از طریق بادهای ستاره‌ای قبل از انفجار به صورت ابرنواختر از دست می‌دهند، یک ستاره همدم می‌تواند به شدت بر این فرآیند از دست دادن جرم تأثیر بگذارد و محیط اطراف ستاره را شکل دهد.[3][6]

اگر دوره‌های ثانویه طولانی واقعاً نشانه‌ای قابل اعتماد از همدم‌های پنهان باشند، ستاره‌شناسان می‌توانند از این معیار برای شناسایی سامانه‌های دوتایی در سراسر کهکشان استفاده کنند که در غیر این صورت مشاهده بصری آنها غیرممکن است.[3]

با وجود شواهد قوی، جامعه علمی استاندارد شک و تردید سخت‌گیرانه را حفظ می‌کند. تصویر فعلی نشان‌دهنده یک نقطه واحد در مدار همدم است.[4][6]

برای تأیید قطعی این کشف و رد هرگونه احتمال وجود یک شیء پس‌زمینه، تیم قصد دارد در سال ۲۰۲۷، زمانی که پیش‌بینی می‌شود بتلجئوس B در سمت مقابل ابرغول ظاهر شود، دوباره این سامانه را رصد کند.[1][6]

نکات کلیدی

  • ستاره‌شناسان اولین تصویر مستقیم از یک همدم ستاره‌ای را که به دور ابرغول سرخ بتلجئوس می‌چرخد، ثبت کرده‌اند.
  • تخمین زده می‌شود که همدم، موسوم به بتلجئوس B، ۲.۶ تا ۳.۱ برابر جرم خورشید ما جرم داشته باشد.
  • این کشف به طور کامل «دوره ثانویه طولانی» بتلجئوس، یعنی چرخه شش‌ساله تغییرات روشنایی آن را توضیح می‌دهد.
  • این رصد با استفاده از ابزار SPHERE بر روی تلسکوپ بسیار بزرگ (VLT) در شیلی، در طول پنجره زمانی پیش‌بینی شده در دسامبر ۲۰۲۴ انجام شد.

آنچه نمی‌دانیم

  • اینکه آیا ستاره همدم به طور فعال در حال جذب ماده از باد ستاره‌ای گسترده بتلجئوس است یا خیر.
  • ترکیب و چگالی دقیق دنباله گرد و غبار ایجاد شده توسط مدار همدم.
  • حضور بتلجئوس B در نهایت چگونه بر تقارن و دینامیک انفجار قریب‌الوقوع ابرنواختری بتلجئوس تأثیر خواهد گذاشت.

روند رویداد

  1. اوایل قرن بیستم

    ستاره‌شناسان برای اولین بار به دلیل تغییرات طولانی‌مدت و غیرقابل توضیح در روشنایی بتلجئوس، گمان کردند که ممکن است همدمی داشته باشد.

  2. دهه ۱۹۸۰

    مدل‌های نظری پیشنهاد کردند که یک ستاره همدم می‌تواند مسئول پاکسازی گرد و غبار و ایجاد دوره ثانویه طولانی ستاره باشد.

  3. ۲۰۱۹–۲۰۲۰

    بتلجئوس یک «کم‌نور شدن بزرگ» را تجربه کرد که باعث تجدید بررسی شدید جو و محیط اطراف ستاره شد.

  4. اوایل ۲۰۲۴

    دو مطالعه مستقل پیش‌بینی کردند که یک ستاره همدم در دسامبر ۲۰۲۴ به حداکثر جدایی خود از بتلجئوس خواهد رسید.

  5. دسامبر ۲۰۲۴

    ستاره‌شناسان از ابزار SPHERE تلسکوپ VLT برای ثبت اولین تصویر مستقیم از همدم کاندید استفاده کردند.

  6. جولای ۲۰۲۶

    این کشف به طور رسمی در مجله «اخترشناسی و اخترفیزیک» منتشر شد و جرم و مدار همدم را تأیید کرد.

ستاره‌شناسان رصدی 40%نظریه‌پردازان تکامل ستاره‌ای 40%تحلیلگران محتاط 20%
ستاره‌شناسان رصدی
بر پیروزی فنی تصویربرداری با کنتراست بالا و دقت مورد نیاز برای مشاهده همدم تمرکز دارد.
نظریه‌پردازان تکامل ستاره‌ای
تحلیل می‌کند که چگونه همدم درک ما از چرخه‌های عمر ابرغول‌های سرخ و از دست دادن جرم را تغییر می‌دهد.
تحلیلگران محتاط
بر لزوم رصدهای تکمیلی برای تأیید قطعی مدار و رد مصنوعات تأکید می‌کند.

دیدگاه‌هایی که این گزارش پوشش نداده

  • ستاره‌شناسان تاریخی
  • شکارچیان سیارات فراخورشیدی (Exoplanet Hunters)

منابع

پوشش منابع

6 منبع

3 دیدگاه شناسایی‌شده

ستاره‌شناسان رصدی 40%نظریه‌پردازان تکامل ستاره‌ای 40%تحلیلگران محتاط 20%
  1. [1]ESOستاره‌شناسان رصدی

    The conclusion of a century-long quest: VLT/SPHERE images the candidate companion of Betelgeuse

    مطالعه در ESO →
  2. [2]Space.comستاره‌شناسان رصدی

    Astronomers find strongest evidence yet for Betelgeuse's companion star

    مطالعه در Space.com →
  3. [3]Sky & Telescopeنظریه‌پردازان تکامل ستاره‌ای

    New analysis of observations taken in 2024 confirm a stellar companion for Betelgeuse in the constellation Orion

    مطالعه در Sky & Telescope →
  4. [4]Smithsonian Magazineنظریه‌پردازان تکامل ستاره‌ای

    New Images Provide the Best Evidence Yet That Supergiant Star Betelgeuse Does, Indeed, Have a Long-Theorized Stellar Companion

    مطالعه در Smithsonian Magazine →
  5. [5]Sci.Newsستاره‌شناسان رصدی

    Astronomers Directly Image Stellar Companion to Betelgeuse

    مطالعه در Sci.News →
  6. [6]PSLتحلیلگران محتاط

    VLT images of Betelgeuse and its companion

    مطالعه در PSL →

نظرات

همیشه در جریان باشید

هر زاویه. هر روز.

اخبار علم با پوشش کامل منابع و تحلیل دیدگاه‌ها، هر روز و رایگان.