راز نجومی قرنسالی بهتازگی حل شد: بتلجوز، غول سرخ عظیم در شانهٔ صورتفلکی اوریون، یک ستارهٔ همراه دارد.
با استفاده از تلسکوپ جیمینی شمالی در هاوایی، دانشمندان ناسا تصویر مستقیم از همنشین کمنور را ثبت کردند و آنچه ستارهشناسان مدتها شکیپذیر بودند اما هرگز ثابت نکرده بودند—تا کنون—را تأیید کردند.
این کشف توضیح قطعی برای نوسانات نور غیرعادی بتلجوز فراهم میکند، که برای دههها دانشمندان معما برجا بود. این یافته همچنین نگاهی نو به رفتار غولهای سرخ و محیطهای پیچیدهٔ آنها میاندازد و ممکن است رویکرد ستارهشناسان به مطالعهٔ ستارگان عظیم در آستانهٔ پایان عمرشان را دگرگون سازد.
بتلجوز روشنترین غول سرخ قابل رؤیت از زمین است و در میان نزدیکترینها قرار دارد. دورههای دورهای تیره و روشن شدن آن نظریههایی را برانگیخت که از سلولهای رانشی عظیم تا ابرهای غبار عظیم تشکیل یافته و از بین رفته در اطراف ستاره را شامل میشد. اما این تبیینها نتوانستند بهطور کامل الگوهای مشاهدهشده را توضیح دهند. حالا، با تصویربرداری مستقیم از همراه آن، تمرکز به سمت دینامیک گرانشی درون یک سیستم دوستارهای نزدیک منتقل میشود—پیشرفتایی با پیامدهای گسترده.
پیامدهای مأموریتهای آینده
پیشرفت بهدست آمده است بهدلیل دوربین تصویربرداری نقطهای ‘Alopeke بر روی تلسکوپ Gemini North. به گفتهٔ دانشمند NASA Ames استیو بی. هاول، که تیمش این کشف را بهدست آورد، “قابلیت تلسکوپ Gemini North برای دستیابی به وضوح زاویهای بالا و تضادهای تیز، شناسایی مستقیم همراه بتلجوز را ممکن ساخت.” هزاران تصویر با زمان کوتاه ترکیب شدند تا اعوجاج جوی را رفع کنند و نقطهٔ کوچک و کمنوری را نشان دادند که در حاشیهٔ متورم دیسک بتلجوز میپیچید.
این نقطهٔ نوری تنها ۸٫۵ واحد نجومی فاصله دارد—حدود ۷۹۰ میلیون مایل—و بهنظر میرسد یک ستارهٔ نوع A باشد که تقریباً ۱٫۵ برابر جرم خورشید ما است. این ستاره شش مقیاس مکانی کمتر از بتلجوز است و تا بهحال عملاً نامرئی بود؛ حتی در جستجوهای قبلی توسط تلسکوپهای فضایی مانند Hubble و Chandra نادیده گرفته شد. موقعیت همراه—که اغلب توسط یا همراستا با بتلجوز مخشوش میشود—بهطوریکه اکثر پنجرههای مشاهده آن را کاملاً از دست دادند. فرصت بعدی برای مشاهده جدایی گستردهتر تا اواخر ۲۰۲۷ قابل دسترس نخواهد بود.
نشانههای مخفی در ظاهر واضح
پیش از تصویربرداری مستقیم، ستارهشناسان شواهد غیرمستقیم از یک همراه مخفی جمعآوری کرده بودند. نمودار نوری بتلجوز شامل یک ریتم ثانویه مرموز—دورهٔ ۵٫۷۸ ساله—است که روی نوسانات ۴۰۰ روزهٔ شناختهشدهاش قرار دارد. سالها دانشمندان دربارهٔ این که آیا این پدیده ناشی از رانش، چرخش یا فرایند دیگری در ستاره است، بحث کردند. اما بهاستناد به Earth.com، این کشف جدید «بر پایهٔ کارهای پیشین که منحنیهای سرعت شعاعی صدساله را به حرکت مداری مرتبط میکردند»، یک توضیح دوستارهای ارائه میدهد.
بهمحض اینکه ستارهٔ کوچکتر بهدور میچرخد، بهنظر میرسد ساختارهای مارپیچی در جو گستردهٔ بتلجوز شکل میدهد. این ویژگیها، که احتمالاً ناشی از برهمکنشهای مداری هستند، به اندازهٔ کافی خنک میشوند تا غبار تشکیل شود. آن غبار بخشی از فوتوسفر را مخفی میکند و باعث میشود نور غول سرخ تقریباً ۰٫۰۷ مقیاس کاهش یابد. وقتی همراه دوباره پیدایش میکند، ستاره دوباره درخشش مییابد. این اثر جزئی است، اما بهدقت با دادههای تاریخی روشنایی سازگار است که پیشتر توضیح فیزیکی نداشتند.
رقص آرام به سوی انفجار
بتلجوز و همراه جدید تأییدشدهاش هر ۲۱۰۰ روز—حدود ۵٫۸ سال—یکدیگر را میچرخانند، با شیب حدود ۹۸ درجه که تقریباً از منظر زمین لبهای دیده میشود. نسبت جرم بین ستارگان بسیار زیاد است، حدود ۱۸ به ۱، که منجر به تأثیر مداری قابلملاحظهای بر لایهٔ همرفتی عظیم بتلجوز میشود. به گفتهٔ NASA، این برهمکنش احتمالاً غول سرخ را به یک دورهٔ چرخشی آهستهٔ ۳۶ ساله تبدیل کرده است، که ترکیب نادری در میان ستارگان مشابه است.
نزدیکی نزدیک دو ستاره—که تنها ۲٫۳ برابر شعاع خود بتلجوز است—همراه را در عمق منطقهای از گاز مولکولی قرار میدهد. مادهٔ گرم با سرعت حدود ده مایل در ثانیه حول ستارهٔ کوچکتر جریان مییابد و ممکن است تابش ضعیف جذب را تغذیه کند که برای رصدخانههای ایکس‑پرت فعلی نامرئی است. اگرچه این سیگنال کمنور تا بهحال دسترس نیست، ابزارهای آینده ممکن است قادر به شناسایی آن باشند و بینش بیشتری در مورد مراحل نهایی تکامل ستارگان عظیم ارائه دهند.
ستارهشناسان اکنون در حال آمادهسازی یک کمپین مشاهدهای چندساله برای پیگیری تحول سیستم دوستارهای هستند. ابزارهایی از تصویربرداری نقطهای تا ماهوارههای فرابنفش نظارت خواهند کرد بر تغییرات شکلگیری غبار، تغییرات طیفی، و هر نشانهٔ اولیهای از آنچه میتواند یکی از روشنترین ابرنواهای دیدهشده توسط آسمان ما در دوران مدرن باشد.