ابط الجوزا (یا آلفا شکارچی، درخشان ترین ستاره صورت فلکی شکارچی) بسیار سردتر از آن است که با نظریه‌های کنونی بتوان توضیح داد که چگونه با نزدیک شدن به مرگ خود، جرم خود را از دست می‌دهد.

رصدهای جدید از ستاره درخشان ابط الجوزا، که به عنوان کتف صورت فلکی جبار یا شکارچی معروف است، پرسش‌های جدیدی را فراروی اخترشناسان قرار می‌دهد، از جمله این که چگونه این ستاره مقادیر عظیم گاز را به داخل فضای بین‌ستاره‌ای وارد خواهد کرد.

ابط الجوزا ستاره غول‌پیکر سرخ‌رنگی است که به پایان عمر خود نزدیک است، یعنی در برهه‌ای از زمان قرار دارد که خورشید میلیاردها سال دیگر به آن خواهد رسید. اخترشناسان ابط الجوزا را با امید یافتنِ اطلاعاتی درباره سرنوشت نهایی خورشید مطالعه می‌کنند.

اما گراهام هارپر، اخترفیزیک‌دانِ دانشگاه کلرادو بولدر، معتقد است که «در حال حاضر با مشکلی روبه‌رو هستیم». «اگر بخواهی جرم آزاد کنی، مجبوری که به آن انرژی بدهی، ولی ما چنین چیزی را مشاهده نمی‌کنیم».

ابط الجوزا ستاره‌ای غول‌پیکر به رنگ سرخ است، به همان شکلی که خورشید در آینده خواهد بود.

هارپر و هم‌کارانش از سوفیا (SOFIA) که مخفف رصدخانه استراتوسفری برای ستاره‌شناسی فروسرخ آمریکا-آلمان است، استفاده کردند که در آن تلسکوپی 5/2 متری روی هواپیمای بوئینگ 747 ارتقایافته‌ای سوار شده است، تا درجه حرارت ابط الجوزا را اندازه‌گیری کند. آن‌ها دریافتند که جو بیرونی ستاره بسیار سردتر از آن است که انتظار داشتند. در حقیقت آن قدر سرد است که به نظر نمی‌رسد دارای انرژی کافی باشد تا گازها را از جاذبه گرانشی‌اش خارج کند و به داخل فضا بفرستد.

هارپر در روز 7 ژانویه در جلسه انجمن ستاره‌شناسی آمریکا در کیسیمی فلوریدا عرضه داشت: «این موضوع تمام مدل‌های نظری ما را با مشکل روبه‌رو کرده است».

هنگامی که ستاره‌هایی شبیه به خورشید به پایان عمر خود نزدیک می‌شوند، اندازه آنها همانند بالون‌های غول‌آسا بزرگ می‌شود و شروع به بیرون فرستادن گاز می‌کنند. در یک میلیون سال آینده، ابط الجوزا حدود یک‌چهارم جرم خود را از دست خواهد داد، ولی ستاره‌شناسان نتوانسته‌اند توضیح دهند که این ستاره انرژی لازم برای انجام این کار را از کجا تأمین می‌کند!

یک پاسخ این است که میدان‌های مغناطیسی قویِ درون ستاره این جریان‌های گازی را به خارج می‌راند. اما هارپر می‌گوید در مقاله‌ای در نشریه Nature در سال 1998 دمای ابط الجوزا در طول موج‌های رادیویی اندازه‌گیری شده، و مشخص گشته است که دمای آن هزاران درجه سردتر از مقداری است که انتظار داریم در صورت وجود میدان‌های مغناطیسی باشد¹.

هم‌اکنون شاهد آن هستیم که دمایش حتی بسیار سردتر از آن نیز باشد. «فیزیک پایه‌ای در این‌جا جواب نمی‌دهد».

حالت سرد

در ماه مارس، گروه هارپر ابزار فروسرخ را که سوار بر سوفیا بود، به کار گرفتند تا نور ساطع‌شده از ابط الجوزا را مورد مطالعه قرار دهند. پژوهش‌گران سرعت گاز خارج‌شده از سطح ستاره را اندازه‌گیری، و دمای متناظر با آن را محاسبه کردند. با وجود آن‌که مطالعات رادیویی سال 1998 دمای مواد خارج شده از ستاره را 1500-3500 کلوین ثبت کرده بود، داده‌های به دست آمده از سوفیای جدید این دما را سردتر و برابر با 540 کلوین دانسته بود.

رصدخانه سوفیا این پیچیدگی‌های فنی را برطرف کرده است.

هارپر می‌گوید نظریه‌پردازانی که سعی دارند توضیح دهند چه اتفاقی در لایه‌های بالایی جو ابط الجوزا در حال وقوع است، با مشاهده دمای پایین اندازه‌گیری‌شده‌ی آن با مشکلاتی روبرو شدند. این اتفاق نه تنها نشان می‌دهد میدان‌های مغناطیسی دلیل بیرون راندن این گازها نیست، بلکه سایر احتمالات را نیز با اما و اگر همراه می‌کند مانند فشار تابشی ناشی از نور ستاره، یا گونه‌هایی از شوک‌های داخلی که موجب تپش‌های ستاره‌گونه می‌شود². هارپر ادامه می‌دهد: «ما نمی‌دانیم ستاره چگونه گازها را بیرون می‌دهد و نمی‌دانیم بعد از آن به چه صورت درخواهد آمد».

سایر پژوهش‌های ارائه‌شده در این جلسه نیز بر بی‌ثباتی ابط الجوزا تأکید کردند. گروهی به سرپرستی ستاره‌شناسی به نام گینان از دانشگاه ویلانووا در پنسیلوانیا نتایج بیش از چهار دهه مشاهدات خود را که با استفاده از تلسکوپ‌های کوچک روی زمین ثبت شده بود، گزارش دادند. آن‌ها معتقد بودند که نور این ستاره در سیکل‌هایی که بین حدود یک سال تا چندین سال متغیر است، نوسان می‌کند.

ابط الجوزا که در فاصله حدود 184 پارسک (600 سال نوری) قرار دارد، یکی از نزدیک‌ترین ستارگان غول‌پیکر سرخ رنگ به حساب می‌آید. وقتی منفجر شود، شاید چندین میلیون سال بعد، می‌تواند به صورت ماه کامل بدرخشد. هارپر می‌گوید نفهمیدن فیزیکِ این ستاره مرموز به این معناست که پژوهش‌گران برای فهمیدن سایر ستارگان غول‌پیکر سرخ‌رنگ در جهان با مشکل مواجه خواهند بود.

نویسنده: Alexandra Witze

منبع: Death throes of giant star puzzle researchers

 مرجع:

1. Lim, J., Carilli, C. L., White, S. M., Beasley, A. J. & Marson, R. G. Nature 392, 575–577 (1998).
2. O'Gorman, E. et al. Astron. & Astrophys. 580, A101 (2015).