شانه مجروح شکارچی؛ درباره کاهش چشمگیر نور ستاره ابط الجوزا

به‌گزارش اقتصادنیوز به نقل از سایت شخصی پوریا ناظمی، ابط الجوزا، ستاره درخشان شانه صورت فلکی شکارچی چند هفته ای است که درخشش کاهش یافته است. آیا این نشانه‌ای از مرگ قریب الوقوع، پرآشوب و درخشان این ستاره است؟

شکارچی مشهور آسمان شانه‌ای زخم خورده دارد. زخمی که دیر یا زود سرباز خواهد کرد و باعث خواهد شد تا جبار آسمان در رویدادی خیره‌کننده بازوی خویش را از دست بدهد.

جبار: شکارچی آسمان شب

در میان صورت‌های فلکی آسمان شاید هیچیک به اندازه صورت فلکی جبار یا شکارچی برای مردم آشنا نباشد. به جرات می‌توان گفت این صورت فلکی بیش از هر صورت دیگری مورد رصد و عکاسی قرار گرفته است و در شب‌های زمستان یکی از اهداف همیشگی کسانی است که سری به سوی آسمان بلند می‌کنند.

دلیل خوبی هم برای این موضوع وجود دارد. نه تنها ظاهر ستاره‌های این صورت فلکی یکی از شبیه‌ترین الگوها به نامِ این صورت را می‌سازند که برخی از اجرام جذاب و درخشان آسمان در این مجموعه فلکی قرار گرفته‌اند.

از جمله این اجرام، گوهری است که بر میان خنجر شکارچی، قرار دارد. سحابی معروف M 42 یا سحابی جبار. نقطه‌ای که اگرچه با چشم غیر مسلح مانند ستاره‌ای کم سو دیده می‌شود، در اندک نوردهی با دوربین‌های عکاسی، رنگ قرمز خود را آشکار می‌کند. این منطقه در واقع سحابی عظیم و گسترده‌ای است که یکی از زایشگاه‌ها مهم و فعال ستاره‌ای را تشکیل می‌دهد. عکاسی زمان دار از این منطقه ساختار شگفت‌انگیز و خیره کننده آن را آشکار می کند.

اما اگر رصدگر ثابت آسمان شب و آشنای این دشت پرستاره بوده باشید حتما در شب‌های اخیر متوجه اتفاقی به نسبت غیر عادی در این صورت فلکی شده‌اید: ستاره‌ای که شانه چپ صورت فلکی جبار را در آسمان ترسیم می‌کند کم نور شده است.

غولی به نام ابط‌ الجوزا

ستاره ابط الجوزا (Betelgeuse)، ستاره درخشان و سرخ فامی است که در شرایط عادی در زمره  ده ستاره درخشان آسمان است. قدر ظاهری این ستاره بین صفر و حدود یک تغییر می‌کند. البته در نور مریی. اگر آسمان شب را در طیف نزدیک به فروسرخ بنگرید آن گاه داستان عوض می‌شود و ابط الجوزا به درخشان ترین ستاره آسمان بدل می‌شود.

این ستاره در فاصله نسبتا نزدیکی از ما قرار دارد و تنها حدود ۶۵۰ سال نوری از ما فاصله دارد. به این معنی که نوری که از این ستاره در آسمان این شب‌ها می‌بینید حدود ۶۵۰ سال پیش سفر خود را به سوی زمین آغاز کرده است. تقریبا همان ایامی که حافظ شیرازی مزرع سبز فلک می دید و داس مه نو.

همین فاصله است که باعث می‌شود شکوه و هیبت نفس‌گیر این ستاره از نظر پنهان بماند.

ابط الجوزا ستاره ای از رده ابر غول های سرخ است. اگرچه دمای سطح این ستاره تقریبا نیمی از دمای سطحی خورشید است اما در عوض شعاع این ستاره چیزی حدود ۶۱۷ میلیون کیلومتر است. یعنی حدود ۸۹۰ برابر شعاع خورشید.

مقایسه ابعاد خورشید و ابط الجوزا

اگر ابط الجوزا را در وضعیت کنونی‌اش در منظومه شمسی جایگزین خورشید می‌کردید، این ستاره سیاره‌های عطارد، زهره، زمین، مریخ و کمربند سیارک‌ها را در دل خود می‌بلعید و تا آستانه مشتری امتداد می‌یافت و بدین ترتیب باید آن را واقعا شایسته عنوان ابر غول دانست.

این ابرغول سرخ جزم بالایی نیز دارد و بر اساس تخمین‌ها حدود یازده برابر خورشید جرم دارد.

هیولایی با عمر کوتاه و پرآشوب

این جرم بالا است که سرنوشت این ستاره غول را رقم می‌زند.

در دنیای ستاره‌ها جرم بیشتر به معنی عمری کوتاه تر است. هرچقدر جرم یک سیاره بیشتر باشد، در بازه زمانی کوتاه‌تری هیدروژن هسته خود را می‌سوزاند و وارد مرحله نهایی حیات خود شده و به عبارت بهتر برای مرگ خود آماده می‌شود. دلیل این مساله نیز ساده است. آنچه باعث می‌شود تا کوره همجوشی هسته‌ای در قلب یک ستاره روشن شود، فشار گرانشی است که از سوی ستاره به مرکز آن وارد می‌شود. هرچقدر جرم ستاره بیشتر باشد دما و فشار در مرکز افزایش می‌یابد و ذخیره هیدروژن مرکزی به سرعت بیشتری به هلیوم تبدیل می‌‌شود و ستاره وارد

اگر خورشید ما چیزی حدود پنج میلیارد سال زندگی تقریبا پایداری را پشت سرگذاشته و انتظار می‌رود پیش از آغاز فرآیند مرگ خود، پنج میلیارد سال دیگر نیز به درخشش خود ادامه دهد، اما ابط الجوزا با سن تنها هشت و نیم میلیون سال به دوران کهولت خود رسیده است.

در این دوره کهولت ستاره‌های ابر غول شاهد تغییرات جدی هستند. با خاموش شدن کوره هیدروژن سوز، ستاره  شروع به انقباض می‌کند تا جایی که فشار و دما در هسته‌ای که اکنون مملو از هلیوم است به حدی می‌رسد که اجازه می‌دهد تا هسته‌ها هلیوم با هم ترکیب شده و کربن تولید کنند. در همین حال در لایه‌ای در اطراف هسته که مملو از هیدروژن است ،فشار به حدی می‌رسد که در این ناحیه هیدروژن سوزی آغاز می‌شود.

 با به پایان رسیدن هلیوم سوزی نوبت به سوخت کربن و تولید نئون، پس از آن اکسیژن، سیلیکون و در نهایت آهن می‌رسد. در هر مرحله لایه هایی مانند پوست پیاز در اطراف هسته شکل می گیرند که عنصر سبک تر قبلی را می‌سوزانند.

اما تولید آهن آخرین ایستگاه زندگی و همجوشی در ستاره‌ها است. اگر تا قبل از آهن، ترکیب عناصر سبک تر و تولید عنصر سنگین تر همراه با آزاد کردن انرژی است از آهن به بعد اوضاع تغییر می کند به عبارتی ترکیب آهن و تولید عنصر سنگین بعدی به جای اینکه انرژی آزاد کند انرژی کسب می کند.

این همان تفاوت اصلی میان همجوشی هسته ای و شکافت است. در نیروگاه های هسته‌ای شکافت که ما برای تولید انرژی روی زمین از آن‌ها استفاده می‌کنیم (مانند نیروگاه بوشهر یا چرنوبیل)  ما عناصر سنگین (مانند ایزوتوپ های اورانیوم) را به عناصر سبک تر می شکافیم و در این فرآیند انرژی آزاد می‌شود. در همجوشی اما اگر عناصر سبک تر از آهن با هم ترکیب شوند انرژی آزاد می‌کنند.

با خاموش شدن کوره تولید آهن در هسته ستاره، بخش‌های درونی آن، تحت تاثیر جرم بر خود آوار می‌شود.

در نظر داشته باشید که آن چیزی که یک ستاره را پایدار نگاه می‌دارد تعادل تقریبی میان دو نیرو است. یکی نیروی گرانش که تحت اثر جرم ستاره آن را به سمت مرکز خود می‌کشد  و دیگری نیروی حاصل از همجوشی هسته‌ای در مرکز ستاره که از مرکز به سمت بیرون فشار می‌آورد، در ستاره‌ای مانند خورشید برآیند نیروی گرانش (از سطح به سمت هسته) و نیروی انرژی تولید شده در هسته  (از سمت مرکز به سمت سطح) در تعادل قرار دارد.

مراحل مرگ یک ابرغول سرخ و تولد یک ابرنواختر نوع ۲

 در ستاره‌ای مانند ابط‌الجوزا این اتفاق باعث خواهد شد تا ستاره مرگی سریع، پرآشوب و خیره کننده را تجربه کند و به ابرنواختری درخشان شود. ابرنواختری که گاه درخشش بر کلیت درخشش یک کهکشان سایه می‌اندازد.

مرگ یک ابر غول، ظهور یک ابرستاره

روزی که ابط الجوزا به ابر نواختر تبدیل شود درخشش در آسمان از ماه شب چهارده بیشتر خواهد شد و برای چند هفته حتی می توان آن را در روز دید مشاهده کرد. منظره ای بی نظیر که قرن ها است ما منتظر اتفاق افتادن آن هستیم.

ما سوابقی از ابرنواخترهای معروفی داریم که در کهکشان راه شیری روشن شده اند. در سال ۱۰۰۶ (۳۸۵ خورشیدی) ستاره ای در صورت فلکی گرگ و در فاصله ۷۲۰۰ سال نوری از زمین  به ابرنواختر بدل شد. به عبارت بهتر در آن سال نور این ابرنواختر به زمین رسید و برای مدتی از چین باستان تا آمریکای مرکزی با قدری نزدیک به منفی ۷ در آسمان درخشش گرفت.

در سال ۱۰۵۴ (۴۳۳ خورشیدی) ستاره دیگری در کهکشان ما به ابرنواختر بدل شد که منجمان باستانی آن را با دقت بیشتری ثبت و رصد کردند. این ستاره در فاصله حدود ۶۵۰۰ سال نوری از زمین قرار داشت و در روزهای اولیه پس از انفجار قدر ظاهری آن به منفی شش و نیم رسیده بود. امروز با کمک تلسکوپی متوسط می‌توانید بازمانده این ابرنواختر را به شکل سحابی کوچکی در صورت فلکی ثور مشاهده کنید. سحابی خرچنگ که یکی از اجرام آشنای منجمان آماتور است در واقع بازمانده این انفجار هزاره پیش است.

از آن زمان تا کنون ما شاهد ظهور ابرنواختری درخشان در کهکشان خود نبوده ایم. اگرچه در این مدت بارها مرگ این ستاره ها را در کهکشان های دیگر رصد کرده ایم؛ اما برای دیدن ابرنواختی در کهکشان خود بی‌تابی می کنیم. چنین ابر نواختری می تواند از نظر بصری نمایشی خیره کننده در آسمان به پا کند اما دلیل هیجان دانشمندان تنها این منظره خیره کننده نیست.

ظهور ابرنواختری در کهکشان ما به ما اجازه خواهد داد تا بتوانیم این اجرام را با کمک طیف وسیعی از ابزارهای مدرن خود مورد بررسی و مطالعه قرار دهیم. نه تنها مجموعه متنوعی از ابزارهای طیف مرئی و سایر بخش های طیف الکترومغناطیس آماده بررسی دقیق چنین پدیده ای هستند که امروز می تواین با کمک رصدخانه ای مانند رصدخانه آیس کیوب به بررسی جریان نوترینوهای آزاد شده از این انفجار بپردازیم و رصدخانه ای مانند لایگو می تواند ارتعاشی که چنین انفجاری در تار و پود فضا زمان ایجاد می کند را در قالب امواج گرانشی حاصل از آن بررسی کند.

آیا مرگ نزدیک است؟

اما آیا دانشمندان و مردم در آستانه این رویداد قرار دارند؟ آیا ابط الجوزا به زودی با انفجار خیره کننده خود ابرنواختری تازه را در آسمان شکل می‌دهد و شکارچی باستانی آسمان در آستانه از دست دادن شانه خویش است؟

جواب این است که با قطعیت نمی توانیم در این باره اظهار نظر کنیم.

تغییرات نوری یکی دو هفته اخیر که در این چند شب به اوج خود رسیده است و اولین بار روز ۲۳ دسامبر در مرکز تلگرام های نجومی اعلام شد، بیشترین مقدار کاهش نوری این ستاره را در آسمان حداقل یک صد سال اخیر قم زده است. ستاره ای که دهمین ستاره درخشان آسمان شب لقب داشت این شب های حتی در فهرست بیست ستاره اول نیز قرار ندارد و افت نوری آن را به راحتی می توان با چشم غیر  مسلح نیز تشخیص داد.

البته تغییرات نوری ستاره ای مانند ابط الجوزا عجیب و غیر منتظره نیست. این ابرغول سرخ ستاره متغیری نیمه نامنظم است. تحولات سریعی که در قلب این ستاره رخ می دهد باعث ایجاد افت و خیزهایی در میزان درخشش آن و در نتیجه منحنی نوری رصد شده آن می شود. بخشی از این تغییرات به تحولات درون هسته، لکه های ستاره ای ایجاد شده روی سطح و جریان های انتقال انرژی از هسته به سطح بستگی دارد.

سابقه رصد این تغیرات نوری موضوع تازه ای نیست. بومیان استرالیا توانسته بودند این تغییرات را شناسایی و مشاهده کنند. در سال ۱۸۳۶ (۱۲۱۵ خورشید)  ویلیام هرشل تغییرات نوری این ستاره را بررسی و ثبت کرد.

در یک قرن اخیر منجمان حرفه ای و آماتور به طور منظم این ستاره را زیر نظر دارند و تغییرات درخشش آن را بررسی می کنند. نیمه نامنظم بودن تغییرات  ابط الجوزا به این معنی است اگرچه برخی از الگوهای کلی را می‌توان در باره برخی از تغییرات نوری این ستاره استخراج کرد؛ اما ستاره مقید به این الگو نیست و رفتارهای غیر منظم دیگری را از خود بروز می دهد. بررسی داده های موجود نشان می دهد که دو دوره تناوب تغییر نوری در مورد این ستاره قابل تشخیص است که یکی از آن ها هر شش سال یک بار و دیگری هر ۴۲۰ سال یک بار اتفاق می افتد.

به نظر می رسد امسال ما در دوره‌ای قرار داریم که این دو دوره بر هم منطبق شده اند. بدین ترتیب اگر این کاهش چشمگیر نوری حاصل جفت شدن این دو دوره کاهش نیمه منظم باشد، طی چند روز آینده باید شاهد افزایش درخشش نور ستاره ابط ‌الجوزا باشیم. اما اگر روند کاهش نور این ستاره ادامه پیدا کند در این صورت باید به دنبال توضیح تازه ای گشت یکی از این توضیحات احتمالی این است که پایان با شکوه شانه شکارچی ما رقم خورده باشد.

ما انتظار این پایان را داریم. محققان حدس می زنند که مرگ ابط‌الجوزا احتمالا در طی یکصد هزار سال آینده اتفاق می افتد. اما این عدد قطعی نیست و ممکن است همین امشب و فردا شاهد درخشش ابرنواختر ابط الجوزا باشیم. زمانی که این ستاره منفجر شود در رده ابرنواخترهایی قرار می گیرد که به ابرنواخترهای نوع دوم مشهور هستند و در طیف آن ها می توان حضور هیدروژن را مشاهده کرد.

آیا خطری ما را تهدید می‌کند؟

اما آیا این انفجار ما را روی زمین با خطر مواجه می کند؟ هر چه باشد این انفجاری پر آشوب و مهیب در آسمان است که نه تنها اجزای باقی مانده بدن ستاره را به همراه عناصر تازه تولید شده به میان فضا پر تاب می کند که انبوهی از ذرات پر انرژی را روانه فضای میان ستاره ای خواهد کرد.

صورت فلکی جبار بر فراز مقبره کوروش

ابط الجوزا در فاصله ۶۵۰ سال نوری از ما قرار دارد. در نتیجه نور، نوترینو ها و امواج گرانشی حاصل از این انفجار هر زمانی که به ما برسد ۶۵۰ سال از وقوع آن گذشته است.

در جایی اطراف این ابرنواختر منطقه مرگباری وجود دارد که هیچ چیزی پس از انفجار نمی‌تواند در آن دوام آورد. برای هر چیزی که در این بازه باشد، ابرنواختر ابط‌الجوزا، ستاره مرگ خواهد بود. شعاع این منطقه مرگبار حدود ۵۰ سال نوری در اطراف ابط الجوزا است و خوشبختانه ما به اندازه کافی از این همسایگی فاصله داریم و خطری ما را تهدید نمی کند.

دانشمندان تخمین می زنند حدود شش میلیون سال پس از انفجار موج ضربه حاصل از آن و به همراه بقایای مواد حاصل از این انفجار آن به مرزهای منظومه شمسی ما خواهد رسید. تا آن زمان این موج بخش مهمی از انرژی خود را از دست داده است و خور سپهر خورشید ما می تواند به عنوان حفاظی مناسب در برابر این تندباد میان ستاره ای مقاومت کند. بنابراین حتی اگر تا آن زمان نام و نشانی از ما باقی مانده باشد نباید نگران این موضوع باشیم.

به شکوه آسمان بنگریم

کاهش این روزهای درخشش ابط الجوزا بهانه ای به دست داده است تا به برخی از شگفتی های عظیم آسمان شب بیشتر فکر کنیم. اگر این ستاره به ابرنواختر بدل شد شما شاهد یکی از بی نظیر ترین مناظر کیهانی در نیم هزاره اخیر خواهید بود. اما لازم نیست چنین اتفاقی بیفتد تا شما شکوه این اجرام را درک کنید.

همین امشب، اگر هوا یاری کرد، به بیرون از خانه بروید و کماندار آسمانی را در میانه پنج ضلعی بزرگ زمستانی پیدا کنید جایی که جبار در کنار، دو سگ بزرگ و کوچک همراهش و در کنار گاو آسمانی، ارابه ران  و دوقلوهای آسمان شب (جوزا) منظره خیره کننده شب های زمستانی را  آراسته اند.

به شانه جبار بنگرید و برای لحظه ای عظمت آن، و تلاطم و آشفتگی آن را به یاد بیاورید.