اندازه گیری مستقیم جرم یک کوتوله سفید توسط تلسکوپ فضایی هابل

دوم فوریه 2023

ستاره شناسان به تازگی توانسته اند برای نخستین بار جرم یک کوتوله سفید تنها را با استفاده از تلسکوپ فضایی هابل اندازه گیری کنند. این کوتوله سفید که باقیمانده یک ستاره است، LAWD 37 نام دارد و حدود یک میلیارد سال قبل پس از اتمام سوخت هسته‌ای یک ستاره باقیمانده است.

تیمی از ستاره شناسان با استفاده از هابل پس از عبور این کوتوله سفید از برابر یک ستاره توانستند خمش نور آن ستاره در اثر میدان گرانشی کوتوله سفید را مشاهده کنند. بر اساس پدیده لنز گرانشی، پژوهشگران قادر به اندازه گیری جرم ستاره شدند. نتایج تحقیق آنان در ماهنامه انجمن سلطنتی ستاره شناسی بازتاب یافته است.

کیلاش ساهو یکی از نویسندگان این مقاله جدید پیش از این جرم یک کوتوله سفید را برای یک بقیمانده ستاره ای در یک دستگاه دوتایی اندازه گیری کرده بود. اما این تحقیق جدید در نوع خود بی نظیر است زیرا LAWD 37 یک کوتوله سفید تنها است و جزئی از یک دستگاه دوتایی ستاره ای نیست.

با وجودی که LAWD 37 دیگر گداخت هسته ای در مرکز خود انجام نمی دهد، سطح ستاره هنوز دارای دمای 100 هزار درجه سلسیوس است. این باقیمانده ستاره ای در فاصله 15 سال نوری از زمین قرار دارد و هم اکنون جرم آن 56 درصد جرم خورشید ماست.

روش استفاده برای اندازه گیری جرم کوتوله سفید که به مایکرولنز گرانشی موسوم است، نسخه کوچک مقیاسی از لنز گرانشی است که در آن یک شیء جسیم فضا را به گونه ای خم می کند که پرتوهای نور اجسام پشت سر آن پیرامون آن خمش پیدا می کنند و امکان می دهند اجسام پشت سر آن را که در حالت عادی ناپیدا هستند ببینیم. اشیای پشت سر در اثر این پدیده بزرگنمایی نیز می‌شوند و قادر می شویم اجسامی که کم نور تر از قابلیت مشاهده هستند را بینیم.

برای مثال سال گذشته ایرندال، یک ستاره با قدمت 13 میلیارد سال را توانستیم بواسطه خاصیت بزرگنمایی لنز گرانشی ببینیم.

برای اندازه گیری جرم LAWD 37 ، پژوهشگران مجبور شدند تا عبور آن از برابر ستاره پس زمینه ای صبر کنند، رویدادی که پیش بینی زمان آن مرهون ماموریت ماهواره گایا از موسسه فضایی اروپا بود. سپس آنها نور ستاره پس زمینه را از تابش بسیار خیره کننده‌ترLAWD 37 که بسیار نزدیکتر است تفکیک کردند.

اندازه گیری میزان خمش پرتو نور ستاره پس زمینه ای مانند اندازه گیری طول یک خودرو بر سطح ماه از روی کره زمین بود. آنها باید هرکدام از رگه های نور LAWD 37 را در جهات مختلف به دقت تجزیه می کردند که مستلزم مطالعه دقیق تک تک رصدهای هابل بود.

با استفاده از اطلاعات بدست آمده ستاره شناسان خواهند توانست رابطه میان جرم و شعاع سایر کوتوله های سفید را محاسبه کنند و نیز رفتار ماده در میدان گرانشی عظیم کوتوله سفید را بهتر دریابند.

خورشید ما نیز پس از 5 میلیارد سال به یک کوتوله سفید تبدیل خواهد شد. در آن زمان، سوخت هیدروژن هسته خورشید تمام می‌شود و‌ حرارت تولید شده نخواهد توانست در برابر میدان گرانشی عظیم خورشید مقاومت کند. در نتیجه خورشید چروک می‌خورد و ضمن باقی گذاردن یک هسته بسیار متراکم، لایه های بیرونی آن که در اثر گرمای ناشی از این فروریزش منبسط می شوند یک سحابی درخشان در اطراف هسته چگال باقی خواهند گذارد.

منبع

https://news.yahoo.com/hubble-telescope-directly-measures-white-181700735.html