آیا ستاره‌ اسرارآمیز ابط‌الجوزا در طول عمر ما منفجر خواهد شد؟

پژوهشی منتشرنشده با مطرح کردن ادعای مرگ یکی از درخشان‌ترین ستاره‌های آسمان شب در طول عمر انسان، موجی جدید را در اینترنت به راه انداخته است. این پژوهش که در پایگاه پیش‌انتشار آرکایو قرار دارد، مدعی است ستاره‌ی غول سرخ ابط‌الجوزا یا آلفای شکارچی در شانه‌ی چپ صورت فلکی شکارچی، کمتر از سیصد سال سوخت در هسته‌ی خود دارد.

وقتی ستاره‌ی غول سرخ ابط‌الجوزا، آخرین قطره‌های انرژی خود را بسوزاند، هسته‌ی آن درون سیاه‌چاله فرومی‌پاشد و لایه‌های بیرونی ستاره را با سرعت ۴۰ هزار کیلومتر بر ثانیه به داخل فضا پرتاب خواهد کرد. ستاره‌شناس‌ها این سرنوشت آتشین را انفجار ابرنواختر می‌نامند. در صورت انفجار ستاره‌ی ابط‌الجوزا، ناظران زمینی می‌توانند شاهد این رویداد چشمگیر باشند. همچنین از آنجا که این ستاره تنها ۶۵۰ سال نوری از زمین فاصله دارد، لایه‌های گاز و غبار ستاره به اندازه‌ی ماه کامل و به مدت چند هفته در آسمان شب خواهند درخشید.

مسئله اینجاست که اغلب ستاره‌شناس‌ها تصور می‌کنند، ستاره‌ی ابط‌الجوزا آماده‌ی انفجار نیست؛ اما پژوهشگران مقاله‌ی جدید چگونه به چنین نتیجه‌‌ای رسیده‌اند؟

بدون شک، ابط‌الجوزا ستاره‌‌ای از نوع غول سرخ است که هم‌اکنون سوخت اولیه‌ی هیدروژن خود را به پایان رسانده و در هسته‌ی خود، هلیوم را به عنصرهای سنگین‌تر تبدیل می‌کند. وقتی منبع هیدروژن ستاره‌ای به پایان می‌رسد، برای سوزاندن هلیوم تولید‌شده در فرآیند همجوشی هسته‌ای نیاز به انرژی بیشتری پیدا می‌کند و همین مسئله باعث می‌شود ستاره به چندین برابر اندازه‌ی اصلی خود رشد کند. در این فرآیند ستاره‌ها سرخ‌تر و سردتر می‌شوند.

ستاره‌شناس‌ها از بزرگی ابط‌الجوزا آگاهی دارند. اگر این ستاره را در مرکز منظومه‌ی شمسی خود قرار دهیم، گازهای سوزان جو خارجی آن، تمام سیاره‌ها تا مشتری را دربرمی‌گیرند. با این‌حال اندازه‌گیری قطر دقیق ابط‌الجوزا کار دشواری است؛ زیرا این ستاره به جای اینکه توپ همواری از پلاسما باشد، توده‌ای نامنظم از حباب‌های جوشان گازی است که در ابرهای غبار پخش شده‌اند؛ بنابراین اندازه‌گیری قطر این ستاره کار آسانی نیست؛ از طرفی، تعیین طول عمر باقی‌مانده‌ی این ستاره هم به اندازه‌ی دقیقش وابسته است.

در پژوهش بحث‌برانگیز جدید، گروهی از ستاره‌شناس‌ها به رهبری هیدوکی سایو از دانشگاه توهوکوی ژاپن، نشان داده‌اند که ابط‌الجوزا بزرگ‌تر از آن چیزی است که پژوهشگرها تصور می‌کنند. این بزرگی ممکن است حقیقت داشته باشد؛ زیرا پژوهشگران می‌دانند که ستاره در فواصل منظم می‌تپد؛ بدین معنی که منبسط و کوچک، کم‌نور و روشن می‌شود. درخشش ابط‌الجوزا به شکل واضحی، هر ۴۲۰ روز دچار نوسان می‌شود. ستاره‌شناس‌ها این نوسان درخشش را به انبساط دوره‌ای پوشش اطراف ستاره یا منطقه‌ی بیرونی کروی آن نسبت می‌دهند.

تغییرات ناگهانی دیگری هم در رفتار ابط‌الجوزا به صورت منظم رخ می‌دهند که به باور ستاره‌شناسان ناشی از فرآیندهای آشفته‌ی درونی این ستاره‌ی در حال مرگ است. یکی از این تغییرات در چرخه‌ی ۲۲۰۰ روزه‌ی ستاره آشکار می‌شود و ستاره‌شناس‌ها توضیحی برای آن ندارند. گروه سایو مدعی شدند این نوسان ۲۲۰۰ روزه در واقع نوسان اصلی ابط‌الجوزا است، در حالی که تغییرات درخشش ۴۲۰ روزه می‌توانند از تغییرات ثانویه‌ی آن باشند. سایو به‌ وب‌سایت اسپیس‌دات‌کام گفت:

برای توضیح بازه‌ی ۲۲۰۰ روزه به عنوان حالت بنیادی نوسان، به شعاع بیشتری نسبت به بازه‌ی ۴۲۰ روزه نیاز است. شعاع بالاتر با طیف دمای سطحی به این معنی است که درخشش اصلی ابط‌الجوزا باید بسیار بیشتر از تصورات پیشین باشد.

اما برای اینکه ابط‌الجوزا به اندازه‌ی مدل‌ها بزرگ باشد، باید در مرحله‌ی آخر زندگی خود قرار داشته باشد. به طوری که سوخت هلیومی آن هم به پایان رسیده باشد و در حال سوزاندن کربنی باشد که از همجوشی اتم‌های هلیوم به دست آمده است. اگر مشخص شود این ستاره‌ی سرخ در حال سوزاندن هلیوم یا کربن است می‌توان به باقی‌مانده‌ی عمر آن پی برد. مرحله‌ی سوزاندن هلیوم یک غول سرخ، حداقل ده‌ها هزار سال به طول می‌انجامد. وقتی مرحله‌ی سوزاندن کربن آغاز شود، دست‌کم در مقیاس کیهانی، فقط چند هزار سال به پایان عمر ستاره باقی‌مانده است.

سایو معتقد است، گرچه نمی‌توان به شکل دقیق به باقیمانده‌ی سوخت کربنی پی برد، مدل‌های تکاملی نشان می‌دهند تخلیه‌ی کربنی می‌تواند در بازه‌ی کمتر از ۳۰۰ سال رخ دهد. پس از تخلیه‌ی کربنی، همجوشی عناصر سنگین‌تر تنها چند دهه به طول می‌انجامد و پس از آن بخش مرکزی دچار فروپاشی شده و انفجار ابرنواختر رخ خواهد داد.

دیدن پدیده‌ی ابرنواختر در آسمان برای ناظران زمینی جذاب خواهد بود. آخرین بار در سال ۱۶۰۴ یک ابرنواختر درخشان در آسمان دیده شد. گرچه ستاره‌ها به صورت روزانه در سراسر جهان منفجر می‌شوند، تعداد زیادی از آن‌ها در فواصل دوردست قرار دارند و دیدنشان بدون تلسکوپ‌های قدرتمند ممکن نیست.

اما پرسش دیگری درباره‌ی اندازه‌ی ستاره باقی می‌ماند. پژوهشگرها در مقاله‌ی خود به دو اندازه‌گیری از ابط‌الجوزا برای پشتیبانی از نظریه‌ی خود اشاره کرده‌اند و همین بخش از پژوهش با انتقاد ستاره‌شناس‌های دیگر روبه‌رو شده است.

میگوئل مونتارگس، دانشجوی پسادکترا در آزمایشگاه مطالعات فضایی رصدخانه‌ی پاریس که در گذشته، ستاره‌ی ابط‌الجوزا را با تلسکوپ بسیار عظیم شیلی رصد کرده، در مصاحبه‌ای اشاره کرد که سایو و همکاران او از میان ده‌ها اندازه‌گیری از این ستاره، تنها دو اندازه‌گیری را انتخاب کرده‌اند.

لازلو مولنار، پژوهشگر نجوم رصدخانه‌ی کونکلی در بوداپست مجارستان مقاله‌های متعددی را در رابطه با ابط‌الجوزا منتشر کرده است. او می‌گوید اندازه‌گیری سایو و همکاران او برای پشتیبانی از نظریه‌ی آن‌ها تحت تأثیر ابرهای گاز و غبار اطراف ستاره‌ بوده است که باعث شده‌اند این ستاره بزرگ‌تر به نظر برسد.

اگر به خورشید نگاه کنیم، شاهد سطحی واضح با لبه‌ای موج‌دار هستیم؛ اما ابط‌الجوزا یک ابرغول سرخ بسیار پف‌آلود و متورم است و فتوسفر یا سطح آن، زیر لایه‌های متعدد گاز مولکولی و ابرهای غبار مخفی شده است.

بیرون رانده‌شدن شدید مواد پدیده‌ی رایجی در ستاره‌های غول سرخ است. ستاره‌شناس‌ها در سال ۲۰۱۹، ابری عظیم را از ابط‌الجوزا رصد کردند که باعث شد ستاره به صورت موقت کم‌نور شود. اندازه‌گیری‌های انجام‌شده از ابعاد ابط‌الجوزا به‌دست سوی مولنار و تیم او با داده‌های اغلب ستاره‌شناس‌ها مطابقت دارد.

انتشار مقاله‌ی سایو، همزمان با درخشش عجیب ابط‌الجوزا است که باعث شد برخی علاقه‌مندان گمان کنند این ستاره در آستانه‌ی انفجار است؛ اما مولنار و مونتارگس هیچ کدام با این مقاله قانع نشدند. به باور مونتارگس، ابط‌الجوزا به قدری درخشان است که نمی‌توان آن را در آستانه‌ی مرگ تصور کرد، در حالی که معمولا ستاره‌های غول سرخ در آستانه‌ی انفجار به تدریج کم‌نور می‌شوند. ابط‌الجوزا با وجود نوسان‌های پیوسته، حداقل در صد سال گذشته یکی از ده ستاره‌ی درخشان آسمان شب بوده است.

مقاله‌ی پژوهش هنوز منتشر نشده است بنابراین پیش از انتشار رسمی برخی نواقص آن برطرف خواهند شد.