اخترلرزه‌ها و تغییر شکل ستاره‌ها

دانشمندان کشف کرده‌اند که ستارگان لرزه‌هایی را تجربه می‌کنند که همچون لرزه‌های روی زمین به قدری قوی هستند که باعث تغییر شکل ستاره‌ها می‌شوند. این اخترلرزه‌ها (starquakes) که با عنوان نوسانات غیرشعاعی شناخته می‌شوند توسط ماموریت گایا (Gaia) آژانس فضایی اروپا به رهبری دانشمندان دانشگاه کمبریج در میان هزاران ستاره شناسایی شدند.

این کشف غیرمنتظره در جدیدترین «گنجینه» از داده‌های این تلسکوپ فضایی که شامل جزئیات جدید و بهبود یافته از تقریباً دو میلیارد ستاره در کهکشان راه شیری است، یافت شد. وقتی این داده‌ها کنار هم قرار می‌گیرند، یک نقشه دی‌ان‌ای (DNA) تشکیل می‌دهند که تصویری چند بُعدی از سیارک‌ها، سیارات، ستارگان و کهکشان‌ها است و به شناسایی قابل سکونت‌ترین مناطق کهکشان ما کمک می‌کند.

این نقشه بزرگ‌ترین فهرست داده‌ تاکنون را در مورد ستارگان کهکشان راه شیری ارائه می‌کند که در آن مواردی مثل ترکیبات شیمیایی، دما، رنگ، جرم، سن و سرعت حرکت ستاره‌ها در فضا وجود دارد.

تلسکوپ فضایی گایا

یکی از شگفت‌انگیزترین اکتشافاتی که از این داده‌های جدید به دست آمده کشف اخترلرزه‌ها توسط تلسکوپ فضایی گایا بوده است. اخترلرزه حرکات کوچک بر سطح ستاره‌ است که شکل آن را تغییر می‌دهد، این تلسکوپ برای رصد چنین مواردی ساخته نشده بود.

پیش از این، گایا موفق به یافتن نوسانات شعاعی شده بود که به طور دوره‌ای باعث متورم و کوچک شدن ستاره می‌شوند، این در حالی است که ستاره شکل کروی خود را حفظ می‌کند. اما اکنون گایا ارتعاشات دیگری را نیز مشاهده کرده است که اخترشناسان آن را سونامی در مقیاس بزرگ توصیف کرده‌اند. این نوسانات غیر شعاعی شکل کروی ستاره را تغییر می‌دهند و بنابراین تشخیص آنها سخت‌تر است.

کانی آرتس، از دانشگاه کاتولیک لون (KU Leuven) در بلژیک که بخشی از همکاری‌های گایا نیز هست می‌گوید: اخترلرزه‌ها چیزهای زیادی در مورد ستارگان به ما می‌آموزند، به ویژه عملکرد درونی آنها.

اینکه ستارگان از چه چیزی ساخته شده‌اند می‌تواند در مورد محل تولد و مسیری که پس از آن طی کرده‌اند و در نتیجه در مورد تاریخچه کهکشان راه شیری اطلاعاتی به ما بدهد. گایا با انتشار سومین مجموعه از داده‌های خود، بزرگترین نقشه شیمیایی کهکشان را به همراه حرکات سه بعدی آن، از منظومه خورشیدی همسایه ما تا کهکشان‌های کوچک‌تر که کهکشان ما را در بر می‌گیرند، به نمایش گذاشت. برخی از ستاره‌ها نسبت به ستاره‌های دیگر حاوی فلزات سنگین بیشتری هستند.

در طول مه‌بانگ (Big Bang)، تنها عناصر سبک (هیدروژن و هلیوم) تشکیل شدند. سایر عناصر سنگین‌تر دیگر که توسط ستاره‌شناسان فلزات نامیده می‌شود در داخل ستارگان ساخته شدند.

هنگامی که ستاره‌ای می‌میرد، این فلزات در گاز و غبار بین ستاره‌ای به نام محیط بین‌ستاره‌ای آزاد می‌شود و از آنها ستارگان جدیدی شکل می‌گیرند. تشکیل ستاره به صورت فعال و مرگ ستاره‌ها منجر به ایجاد محیطی می‌شود که از نظر فلزات غنی‌تر است، بنابراین ترکیب شیمیایی یک ستاره کمی شبیه به دی‌ام‌ای آن است که اطلاعات مهمی در مورد منشاء آن به ستاره‌شناسان می‌دهد.

کارشناسان با استفاده از تلسکوپ گایا می‌توانند ببینند که برخی از ستاره‌های کهکشان ما از مواد اولیه کهکشان ساخته شده‌اند، در حالی که برخی دیگر مانند خورشید ما از مواد ساخته شده توسط ستارگان نسل‌های قبلی ساخته شده‌اند.

نقشه گرد و غبار بین ستاره‌ای را نشان می‌دهد که راه شیری را فرا گرفته

ستاره‌هایی که به مرکز و صفحه کهکشان ما نزدیک‌تر هستند، نسبت به ستاره‌هایی که در فواصل دورتر هستند، از نظر فلزات غنی‌تر هستند. گایا همچنین ستارگانی را شناسایی کرده است که در اصل از کهکشان‌های متفاوتی نشات می‌گرفتند.

آلخاندرا رسیو بلانکو (Alejandra Recio-Blanco) از رصدخانه کوت دازور که یکی از اعضای ماموریت گایا است، می‌گوید: کهکشان ما همچون دیگ ذوب فلزات زیبایی از ستارگان است. این تنوع بسیار مهم است، زیرا داستان شکل‌گیری کهکشان را به ما می‌گوید و فرآیندهای مهاجرت ستاره‌ها در کهکشان ‌ما را نشان می‌دهد. همچنین به وضوح نشان می‌دهد که خورشید و همه ما به یک سیستم دائماً در حال تغییر تعلق داریم که به لطف تجمع ستارگان و گازهایی با منشأهای مختلف، شکل گرفته است.

دکتر نیکلاس والتون (Nicholas Walton)، یکی از دانشمندان مؤسسه نجوم دانشگاه کمبریج، گفت: این داده‌های منتشر شده از تلسکوپ گایا نه تنها به اخترشناسان اجازه می‌دهد تا فواصل و حرکت حدود دو میلیارد ستاره در کهکشان ما را ترسیم کنند، بلکه اندازه گیری‌های دقیقی از ترکیبات فیزیکی و شیمیایی تعداد زیادی از این اجرام برای اولین بار فراهم می‌کند.

نقشه سرعت ۲۶ میلیون ستاره کهکشان راه‌شیری. بخش‌ آبی ستارگانی هستند که به سمت ما حرکت می‌کنند و قرمز، مناطقی را نشان می‌دهد که در آن ستارگان از ما دور می‌شوند

با این پایگاه داده باورنکردنی می‌توانیم تصویری جامع از کهکشان راه شیری بسازیم و تاریخچه شکل‌گیری باورنکردنی آن را بررسی کنیم و شواهد مستقیمی از فعل و انفعالات گذشته آن با دیگر کهکشان‌ها و کشمکش‌های درونی تشکیل ستاره‌های شدید در امتداد بازوهای مارپیچی آن را مشاهده کنیم. این داده‌های جدید یک بانک اطلاعاتی دقیق ایجاد می‌کنند که اساساً به عنوان یک نقشه دی‌ان‌ای عمل می‌کنند و به ما امکان درک جمعیت ستاره‌ای کهکشان‌مان و ردیابی آن‌ها در گذشته، حال و آینده را می‌دهد.

فهرستی جدید از ستاره‌های دوتایی نشان دهنده جرم و تکامل بیش از ۸۰۰ هزار منظومه دوتایی است. گایا همچنین اطلاعاتی درباره ۱۰ میلیون ستاره متغیر، مولکول‌های بزرگ مرموز بین‌ستاره‌ای و همچنین اختروش‌ها و کهکشان‌های ورای کهکشان ما را آشکار می‌کند.

گایا در فاصله حدود ۹۳۰ هزارمایل (۱.۵ میلیون کیلومتر) از زمین قرار دارد و دو تلسکوپ برای ثبت داده‌های کهکشان با خود حمل می‌کند. فناوری کلیدی اکتشافات آن، آشکارسازهای بسیار حساس فوتون که بخشی از دوربین یک میلیارد پیکسلی رصدخانه را تشکیل می‌دهند، ‌ است.