عناصر کشف شده در انفجار ابرنواختری ذات‌الکرسی A
رصدخانه‌ی پرتو ایکس چانداری ناسا مدت زمان زیادی باقی مانده‌ی انفجار ابرنواختری ذات‌الکرسی A را مورد رصد قرار داده است. ذات‌الکرسی A یکی از مشهورترین اشیاء مطالعه شده‌ی راه شیری است که باقی مانده‌ی انفجار یک ستاره است. رصدهای اخیر مکان عناصری که در پسِ باقی مانده‌ی این ستاره قرار دارد را آشکار کرده است.
ابرنواختر چیست؟
انفجار ابرنواختری زمانی رخ می‌دهد که یک ستاره‌ی پرجرم تمام سوخت هسته‌ی خود را مصرف کرده است و فشار مرکزی آن از میان می‌رود. در این زمان مواد درون هسته توسط نیروی گرانش روی هم فرو می‌ریزند و چگالی بالا و بالاتر می‌رود و دما به میلیاردها درجه می‌رسد. تحت چنین شرایطی واکنش‌های هسته‌ای با سرعت و شدت بسیار بالایی رخ می‌دهند و فرآیند فروریزش را وارونه می‌کنند. در بقایای در حال گسترش ستاره یک موج شوک حرارتی سرعت می‌گیرد که عناصر سبک‌تر را تحت فرآیند همجوشی به عناصر سنگین‌تر بدل می‌کند و جسم درخشانی در فضا تولید می‌کند.
در حدود هر پنجاه سال در کهکشان ما یک ستاره‌ی سنگین منفجر می‌شود. پوسته‌ی حاصل از مواد بیرون رانده شده‌ی ستاره در اثر این انفجار حباب گازی با میلیون‌ها میلیون درجه ایجاد می‌کند که ابرنواختر نامیده می‌شود.
ابرنواختر ذات‌الکرسی A
یک نمونه از این ابرنواخترها که در نزدیکی ما قرار گرفته است ابرنواختر ذات‌الکرسی A است. ذات‌الکرسی A، در فاصله‌ی حدود یازده هزار سال نوری از ما، درون کهکشان راه شیری و در پیکرنمای آسمانی شمالی ذات‌الکرسی، شیئ بی‌مانند و شگفت‌آوری برای مطالعه توسط بشر است. ذات‌الکرسی A به مدت هزاران سال پرتو ایکس تولید کرده و در محیط اطراف خود پراکنده است.
ابرنواختر ذات‌الکرسی A
به این دلیل که این رخداد آسمانی در فاصله‌ای بسیار نزدیک به ما و از نظر ابعاد زمانی کیهانی به تازگی رخ داده است (هرچند مشخص کردن زمان دقیق آن ممکن نیست اما به طور احتمالی در حدود سال ۱۶۸۰ میلادی) می‌تواند نمونه‌ی مناسبی برای مطالعه‌ی ستاره‌شناسان باشد تا دریابند ستاره‌ها چگونه بر ایجاد و گسترش عناصر متداول در سراسر کیهان کمک می‌کنند، و نیز سرنخ‌هایی فراهم می‌کنند برای پیش‌بینی آن که در انفجار یک ستاره به طور دقیق چه اتفاقی رخ می‌دهد.
مشاهدات اخیر چاندرا از ذات‌الکرسی A
آشکارسازهای چاندرا این فرصت را برای دانشمندان فراهم آورده‌اندکه سال‌ها طیف پرتو ایکس گسیل شده از این شیئ آسمانی را مطالعه کنند. پژوهشگران با تفکیک پرتو ایکسی که در زمان انفجار ستاره همراه با موج انفجار به محیط اطراف گسیل شده است توانسته‌اند طیف‌هایی که توسط عناصر سیلیکون، گوگرد، کلسیم و آهن ایجاد شده‌اند را ثبت کنند. آن‌ها هم‌چنین دریافته‌اند که در چه موقعیتی در ساختار سه‌بُعدی ابرنواختر می‌توانند این عناصر را بیابند، چه اندازه از این عناصر وجود دارند، و تا چه فاصله‌ای به فضای اطراف پرتاب شده‌اند.
عناصر موجود در ابرنواختر ذات‌الکرسی A
بر اساس داده‌هایی که چاندرا ثبت و ارائه کرده است، این انفجار ستاره‌ای ده هزار برابر جرم زمین گوگرد، بیست هزار برابر جرم زمین سیلیکون، هفتادهزار برابر آن آهن و نیز یک میلیون برابر آن اکسیژن به محیط اطراف خود پرتاب کرده است. طیف این عناصر را می‌توانید در شکل بالا مشاهده کنید ،که تنها طیف‌نمایی اکسیژن به سبب آن که اکسیژن طیف پرتو ایکس گسترده‌ای از خود گسیل می‌کند و به سادگی از طیف عناصر دیگر تفکیک نمی‌شود، در این تصویر مشاهده نمی‌شود.
در پژوهش‌های پیشین نیز نیتروژن، کربن، هیدروژن و فسفر عناصری بودند که در انفجار یک ستاره دیده شده بودند. همراه با اکسیژن و عناصر دیگری که چاندرا در این رصدها تفکیک کرده است، همه‌ی عناصری که لازم است تا دی اِن اِی یک شیئ را مشخص کند در ذات‌الکرسی A به فضای اطراف پرتاب شده است.
اکسیژن یکی از فراوان‌ترین عناصر موجود در بدن انسان (۶۵ درصد از جرم بدن انسان) است، کلسیم عنصری است که در استخوان‌ها و دندان‌ها به فراوانی وجود دارد، و آهن حیاتی‌ترین عنصر برای گلبول‌های قرمز خون است که توسط اکسیژن به همه‌ی نقاط بدن انسان منتقل می‌شود.
همه‌ی اکسیژنی که در منظومه‌ی خورشیدی ما وجود دارد نیز از انفجاری ایجاد شده است، درست مشابه با آن‌چه که در ذات‌الکرسی A رخ داده است. به همین ترتیب حدود نیمی از کلسیم و چهل درصد از آهن موجود نیز از چنین انفجاری حاصل شده‌اند. عناصری که باقی می‌ماند از انفجارهای ستاره‌ای کوچک‌تر نتیجه شده است، زیرا ستارگان در حقیقت یک کپی از چیزی هستند که این عناصر را خلق می‌کند.
آن چه در درون این ستاره که در قرن هفده میلادی منجر شده، باقی مانده است یک ستاره‌ی نوترونی است. ستاره‌شناسان تخمین زده‌اند که در آن زمان ستاره شروع به بزرگ‌تر شدن کرده و به غول سرخی شانزده برابر پرجرم‌تر از خورشید تبدیل شده است.
هم‌زمان با آن که فرآیند هسته‌زایی در این غول سرخ عناصر سبک‌تر را به عناصر سنگین‌تر تبدیل می‌کند، فشار تابشی دیگر برای آن که موجب شود لایه‌ی بیرونی دستنخورده باقی بماند کافی نیست. بادهای ستاره‌ای مواد لایه‌های خارجی‌تر غول سرخ را به بیرون می‌رانند، طوری که سرانجام ستاره‌ای که بر جای می‌ماند پنج برابر جرم خورشید جرم دارد.
پس از آن باقی‌مانده‌ی ستاره تحت اثر کشش گرانشی هسته‌ی سنگین خود، در خود فرو می‌ریزد، و موجی کوبشی و بخشی از جرم ستاره را به سوی فضای بیرون می‌راند.
امروز اندازه‌گیری‌ها نشان می‌دهد باقی‌مانده‌ی این ستاره که به صورت پوسته‌ای گازی شکل است حدود ۱۰ سال نوری پهنا و حدود پنجاه میلیون درجه دما دارد، و با نرخ چهارهزار تا شش هزار کیلومتر بر ثانیه در محیط گسترش می‌یابد، این سرعت به اندازه‌ای است که ستاره‌شناسان بتوانند تغییرات اندازه و ساختار آن را در سال‌های پیش رو دنبال کنند.
این شیئ آسمانی تا هزاران سال آینده گسترش خود را در فضای اطراف ادامه خواهد داد.
اهمیت مطالعه‌ی ابرنواخترها
به طور کلی مطالعه‌ی باقی‌مانده‌ی انفجار ستاره‌ها، یا ابرنواخترها، برای یافتن سرچشمه‌ی حیات روی زمین ضروری است. ابر گاز و غباری که کنار هم جمع شده و در نهایت خورشید، زمین و سیارات دیگر را تشکیل داده است بیش از هر عنصر دیگری از هیدروژن و هلیوم، به همراه مقداری عناصر سنگین‌تر از جمله کربن، اکسیژن، نیتروژن و آهن تشکیل شده است. تنها جایی که این عناصر و عناصر سنگین دیگر که حضورشان برای به وجود آمدن حیات ضروری است ساخته می‌شوند، در اعماق درون یک ستاره‌ی سنگین است. این عناصر در اعماق ستاره باقی می‌مانند تا زمانی که یک انفجار شدید آن‌ها را به فضای بیرون پرتاب کند.
ابرنواخترها نماینده‌ی مناسبی هستند برای آن که سرچشمه‌ی ایجاد کهکشان‌ها باشند. آن‌ها می‌توانند گازهای میان‌ستاره‌ای را با عناصر سنگین‌تر ترکیب کنند و نطفه‌ی تشکیل ستاره‌ها را خلق کنند، آن‌ها را با انرژی تابشی خود گرم کنند، با نیروی امواج انفجاری خود آن‌ها را تحریک یا جابه‌جا کنند و زمینه‌ی ایجاد ستاره‌هایی جدید را فراهم کنند.
منابع:
دیدگاه خود را بنویسید