کشف سردترین ستاره کهکشان

جی پلاس، همشهری‌آنلاین نوشت: سردترین ستاره شناخته شده تا به امروز، که امواج رادیویی تولید می‌کند، کوتوله‌ای قهوه‌ای است. این کوتوله قهوه‌ای کوچک‌تر از آن است که یک ستاره معمولی باشد و بزرگتر از آن که بتوان آن را سیاره در نظر گرفت.

یافته‌های جدید که در مجله «Astrophysical Letters» منتشر شد، جزئیات تشخیص انتشار امواج رادیویی پالسی از این ستاره به نام «WISE J۰۶۲۳» را نشان می‌دهد. با وجود این که این ستاره کوتوله تقریبا به اندازه مشتری است، میدان مغناطیسی بسیار قوی‌تری از خورشید ما دارد. این ستاره در حال پیوستن به تعداد انگشت‌شماری از کوتوله‌های فوق سرد شناخته شده است که انفجارهای رادیویی مکرر تولید می‌کنند.

ممکن است تعجب کنید اگر بدانید که با بیش از ۱۰۰ میلیارد ستاره در کهکشان راه شیری، اخترشناسان امواج رادیویی را در کمتر از ۱۰۰۰ عدد از آن‌ها شناسایی کرده‌اند. یک دلیل این است که امواج رادیویی و نوری توسط فرآیندهای فیزیکی مختلفی تولید می‌شوند.

بر خلاف تابش حرارتی (گرما) که از لایه بیرونی داغ ستاره می‌آید، گسیل رادیویی نتیجه ذراتی به نام الکترون است که سرعت می‌گیرند و با گاز مغناطیسی اطراف ستاره برهم‌کنش می‌کنند. به همین دلیل، می‌توانیم از تابش رادیویی برای کسب اطلاعات درباره جو و میدان‌های مغناطیسی ستارگان استفاده کنیم، که در نهایت می‌تواند به ما در مورد پتانسیل بقای حیات در هر سیاره‌ای که به دور آن‌ها می‌چرخد، چیزهایی بیاموزد.

دلیل دیگر، حساسیت تلسکوپ‌های رادیویی است که تنها می‌توانستند منابع بسیار درخشان را شناسایی کنند. بیشتر ردیابی ستارگان با تلسکوپ‌های رادیویی در چند دهه گذشته، شعله‌های ستارگان بسیار فعال یا انفجارهای پرانرژی ناشی از برهم‌کنش سیستم‌های ستاره‌ای دوتایی بوده است. اما با بهبود حساسیت و پوشش تلسکوپ‌های رادیویی جدید، می‌توانیم ستاره‌های کم‌تر درخشنده مانند کوتوله‌های قهوه‌ای سرد را هم شناسایی کنیم.

«WISE J۰۶۲۳» دمایی در حدود ۷۰۰ کلوین دارد که معادل ۴۲۰ درجه سانتیگراد یا تقریبا برابر با دمای یک اجاق پیتزاپزی تجاری است: از نظر استانداردهای انسانی بسیار گرم، اما برای یک ستاره بسیار سرد است.

این کوتوله‌های قهوه‌ای سرد نمی‌توانند سطوح فعالیت جوی را که باعث انتشار امواج رادیویی در ستارگان داغ‌تر می‌شود، حفظ کنند و این پیدا کردن ستاره‌هایی مانند «WISE J۰۶۲۳» را برای ستاره‌شناسان سخت‌تر می‌کند.

اینجاست که تلسکوپ رادیویی جدید استرالیایی «SKA Pathfinder» وارد میدان می‌شود. این تلسکوپ در «Inyarrimanha Ilgari Bundara» در استرالیای غربی قرار دارد و دارای آرایه‌ای از ۳۶ آنتن است که هر کدام ۱۲ متر قطر دارند.

این تلسکوپ می‌تواند مناطق بزرگی از آسمان را مشاهده کند. در این بررسی، ما نزدیک به سه میلیون منبع رادیویی را شناسایی کرده‌ایم که بیشتر آن‌ها هسته‌های فعال کهکشانی هستند.

چگونه بفهمیم کدام یک از این میلیون‌ها منبع، ستاره‌های رادیویی هستند؟ یک راه این است که به دنبال چیزی به نام «گسیل رادیویی قطبی دایره ای» باشیم. امواج رادیویی، مانند سایر تشعشعات الکترومغناطیسی، هنگام حرکت در فضا، نوسان می‌کنند. پُلاریزاسیون دایره‌ای زمانی اتفاق می‌افتد که میدان الکتریکی موج در حین انتشار به صورت مارپیچی یا پیچی بچرخد.

باید این را در نظر بگیریم که تنها اجرام نجومی که بخش قابل توجهی از نور قطبی‌شده دایره‌ای را ساطع می‌کنند، ستاره‌ها و تپ‌اخترها (ستارگان نوترونی در حال چرخش) هستند. با انتخاب منابع رادیویی دایره‌ای قطبی‌شده از یک بررسی پیشین در آسمان، «WISE J۰۶۲۳» کشف شد.

این کشف به چه معناست؟

آیا انتشار رادیویی از این ستاره یک رویداد نادر یکباره بود که در رصدی ۱۵ دقیقه‌ای رخ داد؟ یا می‌توانیم دوباره آن را تشخیص داد؟ تحقیقات قبلی نشان داده که گسیل رادیویی شناسایی‌شده از کوتوله‌های قهوه ای سرد به میدان مغناطیسی آن‌ها گره خورده و به طور کلی با همان سرعت چرخش ستاره تکرار می‌شود. برای بررسی این موضوع، رصدهای بعدی با آرایه فشرده تلسکوپ استرالیایی «CSIRO» و با تلسکوپ «MeerKAT» که توسط رصدخانه رادیویی نجوم آفریقای جنوبی اداره می‌شود، انجام شد.

این مشاهدات جدید نشان داد که هر ۱.۹ ساعت، دو انفجار درخشان و قطبی دایره‌ای از «WISE J۰۶۲۳» قابل مشاهده است. «WISE J۰۶۲۳» سردترین کوتوله قهوه‌ای است که از طریق امواج رادیویی شناسایی شده و اولین مورد از تپش‌های رادیویی مداوم است. با استفاده از همین روش جستجو، انتظار داریم که بررسی‌های آینده کوتوله‌های قهوه‌ای سردتر را نیز شناسایی کنند.

مطالعه این ستارگان کوتوله به بهبود درک ما از تکامل ستارگان و چگونگی ایجاد میدان‌های مغناطیسی توسط سیارات فراخورشیدی غول پیکر (سیاراتی در سایر منظومه‌های خورشیدی) کمک می‌کند.