سیستم دو تایی ستاره ای که در آینده به صورت دو ستاره نوترونی به هم برخورد خواهند کرد و یک کیلونوا با سیاهچاله ایجاد خواهند کرد - وبلاگ پاورست

تصور می شود که این پدیده آنقدر نادر است که تخمین زده می شود که تنها 10 سیستم دوتایی از این دست در کل کهکشان راه شیری وجود داشته باشد. مطالعه دقیق تر این سیستم باید به دانشمندان کمک کند تا بفهمند این رویداد های چگونه تکامل می یابند.

برخورد ستاره های نوترونی نادر است، اما نقش مهمی در تزریق عناصر سنگین مانند طلا، پلاتین و اورانیوم به کیهان دارد. این عناصر را نمی توان در هسته های ستاره ای ایجاد کرد. انرژی مورد نیاز برای ساخت عناصر سنگین تر از آهن، بیشتر از انرژی تولید شده این هسته هاست.

اما ، این عناصر در رویداد های پرانرژی، مانند کیلونووا ها شکل می گیرند: شواهدی از این موضوع از GW170817، برخورد ستاره نوترونی تاریخ ساز که از طریق تلسکوپ ها در سراسر جهان مشاهده شد، داریم. اما این رویداد ها نادر هستند و بنابراین بسیار مرموز هستند. ما فقط تعداد کمی از موارد ادغام ستاره های نوترونی را دیده ایم، و هرگز سیستمی را پیدا نکرده ایم که پیشبینی کنیم در آینده به این سرنوشت دچار خواهد شد.

سیستم دوتایی به نام CPD-29 2176 که شامل یک ستاره نوترونی و یک نوع ستاره آبی پرجرم به نام ستاره Be است که در حدود 11400 سال نوری از زمین قرار گرفته است. ستاره های Be دارای ویژگی هایی در نور خود هستند که نشان دهنده وجود موادی در اطراف آن ها به شکل یک دیسک است.

آن ها اغلب در سیستم های دوتایی با ستاره های نوترونی نیز ظاهر می شوند و با عبور ستاره نوترونی از دیسک اطراف ستاره Be، پرتو های ایکس ساطع می کنند.

هنگامی که یک پرتو درخشان ایکس از این بخش از آسمان مشاهده شد، اخترشناسان نوئل ریچاردسون و کلاریسا پاوائو از دانشگاه هوانوردی Embry-Riddle نگاهی دقیق تر انداختند و در نهایت بخشی از نور را شناسایی کردند از طریق ستاره نوترونی منتشر شده بود.

آن ها همچنین توانستند مدار دودویی را محاسبه کنند. و اینجاست که همه چیز جالب شد. زیرا آن مدار به طور غیرعادی دایره ای بود، برخلاف مدار های بیضی شکل تر که معمولاً در چنین دوتایی ها دیده می شوند.

پس محققان حدس زدند که ستاره نوترونی در جریان ابرنواختر به جهان آمد.

معمولاً وقتی یک ستاره بزرگ به ابرنواختر تبدیل می شود، مواد بیرونی خود را در یک انفجار تماشایی منفجر می کند، در حالی که هسته به جای مانده به صورت یک ستاره نوترونی در هم فرو میریزد - یک جسم ابرچگال تا حدود 2.4 برابر جرم خورشید، که در یک کره 20 کیلومتر فشرده شده.

در این مورد ستاره به قدری تحلیل رفته بود که انفجار حتی انرژی کافی برای تبدیل مدار به شکل معمولی بیضوی که در دوتایی های مشابه دیده می شود را نداشت.

پس این همه مواد کجا رفت؟ همانطور که ستاره نوترونی به سرانجام عمر خود رسید، پف کرد و پوشش بیرونی خود را در محدوده گرانشی ستاره Be قرار داد. پس وقتی به ستاره نوترونی تبدیل شد دیگر موادی برای آتش بازی ابرنواختری نداشت.

در نهایت، ستاره Be نیز به عنوان یک ستاره نوترونی به زندگی خود سرانجام می دهد و در نتیجه یک ستاره نوترونی دوتایی در مدار در حال فروپاشی ایجاد می شود که روزی یک برخورد ستاره های نوترونی ایجاد می کند، این دو با هم ادغام می شوند و یک ستاره نوترونی بزرگ تر یا یک سیاه چاله ایجاد می کنند.

برای اینکه روزی یک کیلونوا ایجاد شود، ستاره دیگر نیز باید به صورت یک ابرنواختر فوق العاده منفجر شود تا این دو ستاره نوترونی در نهایت با هم برخورد کرده و با هم ادغام شوند.

با این حال، آن روز خیلی دور است. ستاره Be هنوز حداقل یک میلیون سال دیگر عمر خواهد کرد.

این تحقیق در Nature منتشر شده است.