خورشیدگرفتگی گذشت، برای انفجار نواختر آماده شوید

هم‌زمان که چشم‌ها به خورشیدگرفتگی کلی ۸ آوریل دوخته شده بود، سامانه دوتایی دوردست تاج شمالی – که حاوی یک کوتوله سفید مرده و یک غول سرخ سالخورده است – در حال آماده شدن برای نمایش شکوهمند خود بود: یک انفجار نواختر تماشایی.

تاج شمالی که ۳ هزار سال نوری با زمین فاصله دارد زیستگاه کوتوله سفیدی به نام «تی تاج شمالی» است که به گفته ناسا فاصله ناچیزی با فوران نواختری دارد که انسان نوعی شاید تنها یک بار در عمرش تجربه کند.

انتظار می‌رود که این رویداد کیهانی نادر تا پیش از پایان تابستان سال جاری رخ دهد و پس از وقوع به احتمال زیاد با چشم غیرمسلح نیز دیده خواهد شد.

به گفته ناسا، برای دیدن این نمایش کیهانی نیازی به تلسکوپ‌های گران‌قیمت نخواهد بود.

فوران‌های تی تاج شمالی تقریبا هر ۸۰ سال یک بار رخ می‌دهند و آخرین بار سال ۱۹۴۶ بود.

ویلیام کوک، مدیر برنامه محیطی شهاب‌واره‌های ناسا می‌گوید «خیلی هیجان دارم. این اتفاق چیزی شبیه دنباله‌دار هالی است که هر ۷۵ تا ۸۰ سال اتفاق می‌افتد، ولی توجه رسانه‌ای به نواخترها کمتر از هالی است. دنباله‌دارها همیشه سروصدای خبری بیشتری ایجاد می‌کنند.»

دانشمندان از کجا می‌دانند که نواخترها کی رخ می‌دهند؟

به گفته آقای کوک، در بیشتر موارد، کارشناسان ناسا هیچ ایده‌ای راجع به زمان وقوع نواخترها ندارند، ولی توضیح می‌دهد که حدود ۱۰ نواختر هست که به عنوان «نواخترهای تکراری» شناخته شده‌اند.

او در ادامه می‌گوید «یک نواختر تکراری نواختری است که به صورت دوره‌ای فوران می‌کند. و تی تاج شمالی یک نمونه برجسته است.»

اما ناسا چطور با این اطمینان می‌گوید که تی تاج شمالی قرار است مشخصا در چند ماه آینده فوران کند؟ بر اساس محاسبات ریاضی و مدارک مشهود. برای نمونه، تی تاج شمالی آخرین بار در سال ۱۹۴۶ شاهد یک نواختر بود – ۷۸ سال پیش. دیگر دارد وقتش می‌شود.

همچنین آقای کوک می‌گوید که نشانه دیگری نیز برای نزدیکی انفجار تی تاج شمالی وجود دارد: «می‌دانیم که این ستاره پیش از وقوع نواختر برای حدود یک سال کم‌نور می‌شود، و تی تاج شمالی هم در ماه مارس سال گذشته رو به تاریکی گذاشت، برای همین است که فکر می‌کنیم از حالا تا اواخر تابستان شاهد یک نواختر خواهد بود.»

چیزی که تی تاج شمالی را از بقیه نواخترهای کشف‌شده در سالیان گذشته متمایز می‌کند همین دوره تکرار قابل اطمینانش است – و انفجار این ستاره به همین دلیل رویدادی بسیار خاص است.

مردیت مک‌گرگور، استادیار در دانشکده فیزیک و ستاره‌شناسی دانشگاه جانز هاپکینز که متخصص فعالیت‌های ستارگان است، می‌گوید «نواخترهایی که کشف کرده‌ایم خیلی زیاد اند، اما بیشترشان تکرار نشده‌اند. یا شاید دوره تکرارشان چنان طولانی است که نمی‌دانیم کی شاید دوباره تکرار شوند.»

ریچارد تاونزند، استاد ستاره‌شناسی در دانشگاه ویسکانسین، می‌گوید که فاصله زمانی برای تکرار یک نواختر می‌تواند چیزی باشد بین یک سال تا میلیون‌ها سال.

چاشنی انفجار نواختر چیست؟

کارشناسان ناسا نه تنها می‌دانند که نواخترهای پیش‌بینی‌پذیرتری چون تی تاج شمالی چه زمانی رخ می‌دهند، بلکه دلیل وقوع این رخداد را هم می‌دانند. برای نمونه، این کوتوله سفید جزئی از یک سامانه دوتایی است، یعنی یکی از دو ستاره‌ای است که دور یکدیگر می‌چرخند. ستاره دیگر یک غول سرخ است.

به گفته آقای تاونزند، جرم کوتوله‌های سفید مشابه خورشید است، اما قطری معادل یک صدم قطر خورشید دارند، و به همین خاطر اندازه آن‌ها بیشتر با زمین قابل مقایسه است. و این جرم بالا و اندازه نسبتا کوچک باعث می‌شود که نیروی جاذبه کوتوله‌های سفید بسیار قوی شود.

هنگامی که غول سرخ این سامانه دوتایی از خودش ماده دفع می‌کند، جاذبه تی تاج شمالی آن را جمع می‌کند و روی سطح خودش می‌ریزد، کاری که سال به سال تکرار می‌شود تا به حد نهایی ممکن برسد.

آقای کوک می‌گوید «اتفاقی که دارد در این سامانه می‌افتد این است که غول سرخ دارد همه مواد خود را روی سطح کوتوله سفید می‌ریزد. و هنگامی که حجم این مواد روی سطح کوتوله سفید از اندازه‌ای بالاتر می‌رود، در عمل یک واکنش گرماهسته‌ای مانند بمب هیدروژنی روی می‌دهد، و کوتوله سفید آن مواد را به بیرون می‌دمد.»

آقای تاونزند نیز توصیف مشابهی دارد، و بنا به توضیح می‌گوید که وقتی میزان مواد جمع‌شده بر سطح تی تاج شمالی به حد کافی می‌رسد و دمایش تا چند میلیون درجه سانتیگراد بالا می‌رود، هم‌جوشی هسته‌ای شروع می‌شود، و نواختری شدیدا واضح می‌آفریند که حالا خیلی‌ها به انتظارش نشسته‌اند.

به گفته او «این همان واکنشی است که در قلب خورشید رخ می‌دهد و میزان هنگفتی از انرژی در لایه‌های سطحی کوتوله سفید رها می‌کند. رها شدن این انرژی باعث می‌شود که کوتوله سفید برای مدتی از غول سرخ همراهش درخشانتر شود، و نور خروجی کل سامانه، وقتی از زمین دیده می‌شود، با ضریبی بین هزار و ۱۰۰ هزار افزایش پیدا کند.»

این نوع رویداد انفجاری به کارشناسان ناسا کمک می‌کند تا درک بهتری از انتقال جرم میان ستارگان سامانه‌های دوتایی و انفجارهای گرماهسته‌ای ناشی از بروز نواختر در کوتوله‌های سفید پیدا کنند. این فرآیندی است که در مورد تی تاج شمالی دوباره و دوباره تکرار می‌شود.

خانم مک‌گرگور می‌گوید که «چرخه جمع‌آوری مواد از ستاره بزرگتر بارها و بارها تکرار می‌شود. معمولا رسیدن اندازه ماده به میزان لازم برای وقوع نواختر هزاران سال طول می‌کشد، اما به نظر می‌رسد که تی تاج شمالی با روند بسیار سریعتری این کار را می‌کند و به همین خاطر نیز نادر است.»

چیزی که هنگام بروز نواختر می‌بینیم چیست؟

به گفته ناسا، میزان روشنایی سامانه تاج شمالی در حالت عادی ۱۰+ است. اما وقتی که نواختر پیش رو رخ دهد، روشنایی این سامانه به میزان قابل توجهی زیادتر خواهد شد و به قدر ۲+ خواهد رسید که بسیار از ۱۰+ درخشانتر است. برای درک بهتر، روشنایی ۲+ مانند سطح روشنایی ستاره قطبی است.

وقتی این واقعه روی دهد، تی تاج شمالی را می‌شود با چشم غیرمسلح دید.

ناسا می‌گوید که کسانی که می‌خواهند این نمایش نواختری را ببینند، باید در آسمان دنبال صورت فلکی تاج شمالی بگردند – کمانی کوچک و نیم‌دایره‌ای نزدیک گاوران و هرکول. به گفته این آژانس فضایی «انفجار مانند یک ستاره درخشان جدید در این محدوده دیده خواهد شد.»

اما دچار اشتباه نشوید: اتفاقی که دارد می‌افتد ایجاد یک ستاره جدید نیست. بلکه تی تاج شمالی صرفا دارد به خاطر این واکنش‌های هسته‌ای دوردست برای ما قابل رویت می‌شود.

خانم مک‌گرگور توضیح می‌دهد که «این ستاره همین حالا هم وجود دارد. همیشه بوده است، فقط برای ما این گونه به نظر می‌رسد که انگار یک ستاره جدید پیدا شده است، چون در حالت عادی آن را نمی‌بینیم. اما هم‌جوشی هسته‌ای ناگهانی باعث می‌شود که برای مدتی کوتاه در آسمان ظاهر شود. می‌توانید شب به حیاط خانه بروید و آن را تماشا کنید.»

آقای کوک اضافه می‌کند که هنگامی که درخشندگی تی تاج شمالی به حد غایی خود می‌رسد، شاید به اندازه سیاره بهرام بدرخشد.

و انتظار می‌رود که برای حداقل چند روز با چشم غیرمسلح دیده شود، هرچند که کل دوره انفجار شاید بیش از یک هفته به درازا بکشد.

و سپس، وقتی که کوتوله سفید مواد انباشته از غول سرخ بزرگتر را از خود بزداید، تی تاج شمالی بار دیگر در تاریکی فرو می‌رود و برای چندین دهه از دید بشر خارج می‌شود.