مرگ بزرگترین ستاره کهکشان راه شیری

بزرگ ترین ستاره کهکشان ما در داخل یک پیله قرار دارد و این پیله به شکل توپ راگبی است. از سال 1891 تا به حال ستاره ETA Carinae متحمل انفجارهایی تماشایی شده است. ستاره شناسان از اتفاق هایی که در این ستاره غول آسا روی می دهد، بسیار متعجب شده اند.

 

با وجود تلاش بسیار زیاد دانشمندان، جزئیات این ستاره ناپایدار به خاطر فاصله بسیار زیاد آن از زمین، تا به حال فاش نشده است. این ستاره عظیم که در فاصله 7500 سال نوری از زمین قرار دارد، توسط توده های عظیمی از گاز و گرد و غبار کهکشان راه شیری احاطه شده است.دو توده ابری بزرگ به شکل قارچ از این ستاره خارج شده است که هر کدام از این توده های ابرمانند، صدها برابر بزرگ تر از کل منظومه شمسی ما هستند.

 

اما اخیرا و برای اولین بار به کمک تداخل سنجی مادون قرمز با استفاده از ابزار VINCI امکانات جدیدی برای بررسی هرچه دقیق تر ستاره فراهم شده است. یک تیم بین المللی از ستاره شناسان به کمک ابزار جدید، روی قسمت های داخلی ناحیه ابرمانند متمرکز شدند. روی وان بوکل (Roy Van Bockel) رهبر تیم مذکور می گوید: نتایج به دست آمده از مشاهدات اخیر نشان می دهد که گازهای اطراف ستاره به شدت در حال امتداد یافتن هستند. از طرف دیگر خود ستاره هم به خاطر چرخش بسیار سریع به دور خودش، بسیار ناپایدار شده است.

 

ETA Carinae درخشانترین ستاره شناخته شده در کهکشان راه شیری است و می توان گفت که یک ابرغول واقعی است. این ستاره 100 بار سنگین تر از خورشید است، اما درخشندگی آن 5 میلیون برابر خورشید است.

 

اکنون این ستاره به آخرین مرحله از زندگی خود نزدیک شده است و لحظه به لحظه فوران های مهیبی را تحمل می کند. یکی از انفجارهای بزرگ در سال 1841 روی داد و باعث شد که توده ای ابری به شکل دو قطبی زیبایی ایجاد شود. توده مذکور را Homunculus می نامند.

 

در شبی که انفجار مذکور روی داد، ETA Carinae دومین ستاره درخشان در آسمان آن شب بود، و تنها ستاره روشن تر از غول بزرگ ستاره شباهنگ (Sirius) بود.این ستاره چنان بزرگ است که اگر در مرکز منظومه ما واقع می شد مرکز منظومه تا مدار مشتری را به خود اختصاص می داد.

 

البته این اندازه بزرگ گاهی هم دچار تغییر می شود، زیرا لایه های بیرونی ستاره پیوسته در حال پرتاب شدن به فضا هستند. علت این واقعه، فشار ناشی از برخوردهای فوتونی مربوط به اتم های گازی داخل ستاره است.می دانیم که بسیاری از ستارگان و از جمله خورشید رفته رفته جرم خود را از دست می دهند و انرژی را به صورت بادهای ستاره ای تابش می کنند.

 

اما کاهش جرم در ستاره ابرغول بسیار فشرده تر از حد معمول است. این ستاره در هر سال جرمی معادل 500 برابر جرم زمین را از دست می دهد. در این حالت بسیار سخت است که میان خود ستاره و ابرهای گازی که اطراف ستاره را در بر گرفته است، مرزی قایل شد. VINCI NAOS- CONICA دو دستگاه حساس به تابش پرتو مادون قرمز هستند که روی تلسکوپ بزرگ ESO در رصدخانه پارانال (Paranal) نصب شده اند. با استفاده از این ابزارها، ناحیه اطراف ستاره که همان محوطه گازی است، مورد بررسی قرار گرفت.

 

ستاره شناسان با مشاهده داخلی ترین قسمت های ناحیه ابری اطراف ستاره، توانستند بعضی از ترکیبات این محوطه را شناسایی کنند.تیم ستاره شناسان ابتدا از دوربین اپتیکی قابل تنظیم ابزار NAOS- CONICA که روی یک تلسکوپ 2/8 متری نصب شده است برای تصویربرداری از فضای اطراف ستاره استفاده کردند.

 

تصویر حاصل از این روش نشان داد که ناحیه مرکزی توده سحابی از ماده ای پر شده است که شبیه یک چشمه نور نقطه ای به نظر می رسد و اطراف آن را حباب های نورانی بسیار زیادی فرا گرفته است. در قدم بعدی برای به دست آوردن منظره ای واضح تر، ستاره شناسان از تداخل سنجی استفاده کردند.

 

در این تکنیک از دو یا چند تلسکوپ برای به دست آوردن تفکیک زاویه ای استفاده می شود. اگر از تکنیک فوق استفاده نشود برای به دست آوردن تفکیک زاویه ای مشابه باید تلسکوپی به قطر فاصله میان تلسکوپ های به کار رفته استفاده شود. برای بررسی دقیق روشنایی ستاره، تلسکوپ های 2/8 متری کارایی لازم را نداشتند و همین امر باعث روی آوردن ستاره شناسان به استفاده از تداخل منبع VINCI بود.

 

طی شب های متعددی، دو تلسکوپ کوچک ستاره ETA Carinae را زیرنظر داشتند و پرتوهایی را که از ستاره دریافت می کردند به یک کانون مشترک می تاباندند. با این ترفند، سنجش اندازه زاویه ای این ستاره میسر شد. با این روش ها دانشمندان توانستند که در تصاویر گرفته شده ناحیه مربوط به فضای ابری اطراف ستاره را شناسایی کنند و با حذف آن از تصویرهای به دست آمده شکل واقعی ستاره نمایان شد.

 

با استفاده از تکنیک های نوین ستاره شناسان موفق شدند اطلاعات فضایی را در مقیاس 005/0 آرک ثانیه با جزئیات کامل به دست آورند این مقدار معادل 11 واحد نجومی است و هر واحد نجومی برابر 1650 میلیون کیلومتر است. با این محاسبات بود که معلوم شد اندازه واقعی شعاع ستاره از مرکز منظومه ما تا مدار مشتری است.

 

اگر بخواهیم مثالی ساده برای درجه تفکیک به دست آمده بزنیم می توان گفت که این کار ستاره شناسان معادل تشخیص یک تخم مرغ از توپ بیلیارد از فاصله 2000 کیلومتری است.مشاهدات VLTI مایه تعجب هرچه بیشتر ستاره شناسان شد. آنها دریافتند که گاز اطراف ستاره به طرز شگفت آوری در حال امتداد یافتن است. این امتداد متقارن نیست و در طول دو محور انجام می شود، به طوری که امتداد در راستای یکی از محورها یک ونیم برابر محور دیگر است.

 

باتوجه به تئوری های جاری، ستاره ها بیشتر جرم خود را در ناحیه استوایی از دست می دهند. این وضعیت به این خاطر است که در ناحیه استوایی گاز خارج شونده از ستاره به خاطر نیروی گریز از مرکز شتاب بیشتری به دست می آورد.

 

اگر وضعیت گفته شده درباره ETA carinae هم درست باشد، باید محور چرخش ستاره که از قطب های ستاره می گذرد، عمود بر ابر قارچی شکل باشد. اما از طرف دیگر غیرممکن به نظر می رسد که ابرهای قارچی همانند پرهای چرخ در اطراف ستاره باشند درواقع توده گازی خارج شده از ستاره در سال 1841 به شکل حلقوی یا هلالی بود.سرنوشت این قبیل ستاره های بزرگ توسط نظریه پردازان پیش بینی شده است. فرض قوی این است که ستاره به خاطر چرخش سریع از حالت کروی خارج خواهد شد و پهن تر خواهد شد در نتیجه نقاطی که به مرکز ستاره نزدیک تر می شوند بیشتر گرم می شوند، زیرا به نواحی گداخت نزدیک تر می شوند.

 

در نتیجه لایه های بیرونی در این محوطه ها گرمای بیشتری به دست خواهند آورد و با شتاب بیشتری نسبت به ناحیه استوایی از ستاره جدا خواهند شد. با فرض اینکه این مدل درست باشد ستاره شناسان سرعت چرخش ستاره به دور خودش را حساب کردند. نتیجه محاسبات نشان دادند که ستاره با سرعتی معادل 90درصد سرعت ماکزیمم در حال چرخش است. سرعت ماکزیمم، سرعتی است که اگر ستاره به آن سرعت برسد، متلاشی خواهد شد. پس این ستاره به پایان عمر خود بسیار نزدیک شده است.

 

ETA Carinae انفجار مشابه دیگری را در سال 1890 تجربه کرده است و اینکه انفجارهای مشابه دیگر چه موقع روی خواهند داد هنوز به درستی معلوم نیست. اما آنچه که قطعی است این است که این غول بزرگ بسیار ناپایدار شده است و مدت زیادی دوام نخواهد آورد. در حال حاضر این ستاره جرم خود را با چنان سرعت زیادی از دست می دهد که حتی اگر متلاشی نشود تمام جرم آن ظرف 100 هزار سال آینده تمام می شود.

 

اما احتمال زیاد این است که ستاره قبل از نابودی کامل به ابرنواختر تبدیل شود. در آن هنگام است که چنین اتفاقی خواهد افتاد حتی اگر روز باشد با چشم غیرمسلح این ستاره قابل رویت خواهد شد. این اتفاق در مقیاس زمانی نجومی بسیار زود روی خواهد داد. شاید در همین 10 تا 20 هزار سال آینده.