کشف کوچکترین کوتوله سفید با اندازه کمی بزرگتر از ماه

فرادید| ستاره شناسان کوتوله سفیدی را کشف کردند که فقط کمی از ماه بزرگتر بوده و کوچکترین کوتوله سفیدی است که تاکنون کشف شده. این احتمال وجود دارد که این کوتوله سفید در مرز فروپاشی باشد. کوتوله‌های سفید وجود خود را مدیون قوانین مکانیک کوانتوم هستند.

در حالی که ستاره‌ها برای آزاد کردن فشار حرارتی و خنثی کردن نیروی جاذبه، عناصر خود را می‌سوزانند، کوتوله‌های سفید قادر به فراهم کردن شرایط همجوشی نیستند. در عوض، جاذبه هسته‌های آن‌ها را فشرده می‌کند، تا جایی که الکترون‌ها مجبور می‌شوند عملا در کنار یکدیگر قرار بگیرند. اما طبق اصل طرد پائولی، الکترون‌ها نمی‌توانند کنار یکدیگر بمانند. آن‌ها از نظر فیزیکی نمی‌توانند سطح انرژی یکسانی را به اشتراک بگذارند؛ بنابراین الکترون‌هایی که در سطح بالاترین یا پایین‌ترین میزان انرژی قرار ندارند، به جای رفتن به بالاترین یا پایین‌ترین سطح، با سرعت بسیار زیادی دور هسته میچرخند. در نتیجه این الکترون‌های متلاطم، فشاری را ایجاد می‌کنند که مانع از فروپاشی گرانشی هسته می‌شود.

از آنجا که ستاره دیگر هیچ منبعی برای تولید انرژی ندارد، سرد می‌شود. یک کوتوله سفید، ستاره‌ای است که دیگر سوخت هسته‌ای اش تمام شده و در نتیجه بسیار فشرده و کوچک می‌شود. در فاصله خیلی از کمی از ما (۱۳۴ سال نوری) بقایای ستاره کم نوری قرار داد، کوتول‌های سفید و درحال سوختن که کمتر از ۱۰۰ میلیون سال از آغاز شکل گیری آن می‌گذرد.

از آنجا که اکثر ستارگان جهان کم جرم هستند، می‌توان گفت ۹۷ ٪ این اجرام دچار فروپاشی هسته‌ای شده اند و در نهایت تبدیل به یک کوتوله سفید می‌شوند. اما این ستاره متفاوت است. دلیل آن هم جرم زیاد این کوتوله است، به همین خاطر دانشمندان گمان می‌کنند این کوتوله سفید حاصل ادغام یک منظومه دوتایی از ستارگان است.

در بررسی‌های انجام شده ستاره شنان متوجه چرخش متفاوت این جرم شدند. اغلب کوتوله‌های سفید طی چند ساعت می‌چرخند، نه چند دقیقه. اما کوتوله‌های سفیدی که حاصل ادغام دو جرم هستند، سریعتر می‌چرخند. با توجه به اینکه یک چرخش سریع، میدان مغناطیسی شدیدی ایجاد می‌کند، دانشمندان با استفاده از تلسکوپ کک در هاوایی، طیف سنجی را به دست آوردند که نشان می‌دهد، میدان مغناطیسی این کوتوله سفید یک میلیارد بار قوی‌تر از زمین است. سرنوشت این کوتوله سفید هنوز مشخص نیست، حتی اگر به مرحله فروپاشی برسد، معلوم نیست که پس از آن به عنوان یک ابرنواختر نوع la منفجر خواهد شد و یا فروریزش می‌کند و تبدیل به یک ستاره نوترونی میشود.

کوتوله سفید را بهتر بشناسیم

کوتوله های سفید، بقایای هسته‌ی برخی از ستاره ها هستند. کوتوله سفید بسیار متراکم است: جرم آن با خورشید قابل مقایسه است، در حالی که حجم آن قابل مقایسه با حجم زمین است. درخشندگی ضعیف کوتوله سفید از انتشار انرژی حرارتی ذخیره شده ناشی می‌شود. هیچ گونه همجوشی در کوتوله سفید اتفاق نمی‌افتد. نزدیکترین کوتوله سفید شناخته شده سیریوس B است، با فاصله ۸.۶ سال نوری است که جزء کوچکتر از ستاره دوتایی سیریوس می‌باشد. در حال حاضر تصور می‌شود که در بین صد منظومه شمسی هشت کوتوله سفید وجود دارد. ضعف غیرعادی کوتوله‌های سفید برای اولین بار در سال ۱۹۱۰ تشخیص داده شد. نام کوتوله سفید توسط ویلم لویتن در سال ۱۹۲۲ ابداع شد.

تصور می‌شود کوتوله‌های سفید آخرین حالت تکاملی ستارگانی هستند که جرم آن‌ها آنقدر زیاد نیست که بتوانند به ستاره نوترونی یا سیاهچاله تبدیل شوند. این شامل بیش از ۹۷ دیگر ستارگان راه شیری می‌شود. پس از پایان دوره هیدروژن آمیزی یک ستاره با توالی اصلی با جرم کم یا متوسط ​​، به یک غول سرخ گسترش می‌یابد. چنین ستاره‌ای هلیوم را با کربن و اکسیژن در هسته خود با فرایند سه گانه آلفا ترکیب می‌کند.

اگر یک غول سرخ جرم کافی برای تولید دمای هسته مورد نیاز برای همجوشی کربن (حدود ۱ میلیارد کیلوگرم) نداشته باشد، یک توده بی اثر کربن و اکسیژن در مرکز آن ایجاد می‌شود. پس از اینکه چنین ستاره‌ای لایه‌های بیرونی خود را از دست بده و یک سحابی سیاره‌ای را تشکیل دهد، از آن یک هسته بسیار متراکم یا همان کوتوله سفید باقی می‌ماند. معمولاً کوتوله‌های سفید از کربن و اکسیژن (کوتوله سفید CO) تشکیل شده اند. اگر جرم اجداد بین ۸ تا ۱۰.۵ جرم خورشیدی (M☉) باشد، دمای هسته برای همجوشی کربن کافی خواهد بود، اما نه کافی برای همجوشی نئون؛ در این صورت ممکن است یک کوتوله سفید اکسیژن - نئون - منیزیم (ONeMg یا ONe) ایجاد شود. ستارگان با جرم بسیار کم نمی‌توانند هلیوم را به هم متصل کنند، بنابراین یک کوتوله سفید هلیومی ممکن است با از دست دادن جرم در سیستم‌های دوتایی تشکیل شود.

منبع: skyandtelescope