دانشمندان اولین نگاه خوب خود را به یک “ستاره خون آشام” که از طعمه خود تغذیه می کند، مشاهده می کنند
با استفاده از فضاپیمای کاوشگر قطب سنجی پرتو ایکس ناسا (IXPE)، اخترشناسان اولین نمای خود را از ناحیه داخلی اطراف یک ستاره کوتوله سفید مرده که به طور خون آشام از یک همراه ستاره تغذیه می کند، به دست آورده اند.
تیمی از موسسه فناوری ماساچوست (MIT) توانستند یک مطالعه دقیق از منطقه پر انرژی که قبلاً غیرقابل دسترس بود بلافاصله در اطراف انجام دهند. کوتوله سفید در سیستم EX Hydrae واقع در حدود 200 سال نوری از زمین
محققان نه تنها درجه بالایی از قطبش را در میان پرتوهای ایکس پیدا کردند، که توافقی را در جهت کج شدن امواجی که تشعشعات الکترومغناطیسی را تشکیل می‌دهند، توصیف می‌کند، بلکه آنها همچنین توانستند این تابش پرانرژی را تا 2000 مایلی (3200 کیلومتر) ردیابی کنند که ستونی از ستاره‌های داغ از ستاره‌ای که به ستاره‌ای می‌کشید. کوتوله
این تقریباً نصف شعاع خود کوتوله سفید است و بسیار بزرگتر از آن چیزی است که دانشمندان قبلاً برای چنین ساختاری محاسبه کرده بودند. این تیم همچنین دریافتند که پرتوهای ایکس قبل از پراکنده شدن از سطح کوتوله سفید پریده است، چیزی که پیش‌بینی شده بود اما قبلاً هرگز تأیید نشده بود.
قطب های میانی نام خود را به دلیل تفاوت در قدرت میدان های مغناطیسی کوتوله های سفید به دست آوردند. هنگامی که میدان مغناطیسی به ویژه قوی است، این ستارگان مرده مواد را از ستاره‌های همراه خود می‌کشند که سپس به سمت قطب‌های کوتوله سفید جریان می‌یابد. با این حال، وقتی میدان مغناطیسی کوتوله‌های سفید ضعیف است، مواد در معرض ساختارهای چرخشی به نام دیسک‌های برافزایشی در اطراف کوتوله‌های سفید تشکیل می‌دهند. از آنجا، این ماده ستاره ای دزدیده شده به تدریج به سطوح بقایای ستاره ها تغذیه می شود.
وضعیت برای کوتوله های سفید خون آشام با میدان های مغناطیسی با قدرت متوسط پیچیده تر است. دانشمندان پیش‌بینی کرده‌اند که هنوز باید برای این سیستم‌ها یک قرص برافزایشی تشکیل شود، اما باید به سمت قطب‌های این کوتوله‌های سفید کشیده شود. میدان‌های مغناطیسی در این سیستم‌ها باید این ماده را بلند کنند و فواره‌ای از ماده ستاره‌ای یا «پرده برافزایش» ایجاد کنند که با سرعت میلیون‌ها مایل در ساعت بر روی قطب‌های مغناطیسی کوتوله‌های سفید می‌بارد.
دانشمندان پیش‌بینی کردند که این ماده در حال سقوط باید به مواد در حال سقوط که قبلاً توسط میدان‌های مغناطیسی بلند شده‌اند برخورد کند و ستون‌هایی از گاز متلاطم ایجاد کند که می‌تواند به دمای میلیون‌ها درجه فارنهایت برسد و در این فرآیند اشعه ایکس ساطع می‌کند.
در ژانویه 2025، تیم تحقیقاتی با مطالعه سیستم EX Hydrae با مشاهدات در حدود هفت روز زمینی که با IXPE.
این یافته‌ها اثربخشی تکنیکی به نام «قطب‌سنجی پرتو ایکس» را که قطبش پرتوهای ایکس را اندازه‌گیری می‌کند، در مطالعه محیط‌های ستاره‌ای شدید و خشن نشان می‌دهد.
رهبر تیم شان گاندرسون از موسسه اخترفیزیک و تحقیقات فضایی کاولی MIT گفت: ما نشان داده‌ایم که قطب‌سنجی پرتو ایکس می‌تواند برای اندازه‌گیری دقیق هندسه برافزایش یک کوتوله سفید استفاده شود. در بیانیه ای گفت. این پنجره امکان انجام اندازه‌گیری‌های مشابه را بر روی انواع دیگر کوتوله‌های سفید برافزایشی که هرگز سیگنال‌های قطبش اشعه ایکس را پیش‌بینی نکرده بودند، باز می‌کند.
یافته های قطبی شده
امواج نور در زوایای قائمه نسبت به جهتی که نور در آن منتشر می شود در نوسان هستند، اما زاویه ای که در آن نوسان می کنند می تواند تحت تأثیر میدان های مغناطیسی و الکتریکی قرار گیرد. همچنین، هنگامی که نور از سطحی منعکس می شود، می تواند قطبی شود، به این معنی که نوسان امواج نور در یک جهت مشترک سازماندهی می شود. با مطالعه نور قطبی شده، محققان می توانند درباره جسمی که آن را پراکنده کرده است، اطلاعات بیشتری کسب کنند.
IXPE که در سال 2021 پرتاب شد، اولین ماموریت ناسا است که برای شناسایی پرتوهای ایکس قطبی طراحی شده است و این فضاپیما برخی از شدیدترین اجرام و رویدادهای جهان را کاوش کرده است. ستاره های نوترونیسیاهچاله ها و ابرنواخترها. این اولین باری است که IXPE برای مطالعه یک منظومه قطبی میانی، یک جسم کوچکتر اما هنوز یک ساطع کننده قوی اشعه ایکس مورد هدف قرار می گیرد.
هرمان مارشال، عضو تیم MIT، گفت: «ما شروع کردیم به صحبت در مورد اینکه چقدر قطبش برای درک آنچه در این نوع سیستم‌ها می‌گذرد که بیشتر تلسکوپ‌ها فقط نقطه‌ای در میدان دید خود می‌بینند، مفید است.» “با هر اشعه ایکسی که از منبع می آید، می توانید جهت قطبش را اندازه گیری کنید. تعداد زیادی از آنها را جمع آوری می کنید، و همه آنها در زوایای و جهت های مختلف هستند، که می توانید میانگین آنها را برای به دست آوردن درجه و جهت قطبی ترجیحی.”
مارشال، گاندرسون و همکارانش 8 درصد درجه قطبش را در اشعه ایکس EX Hydrae یافتند که بسیار بیشتر از پیش‌بینی مدل‌های نظری است. پس از این کشف، دانشمندان تأیید کردند که پرتوهای ایکس در واقع از ستونی از گازهای برخوردی به ارتفاع حدود 2000 مایل منشاء گرفته است.
گاندرسون گفت: “اگر بتوانید کمی به قطب کوتوله سفید نزدیکتر شوید، توده ای از گاز را خواهید دید که 2000 مایل در آسمان امتداد دارد و سپس به بیرون گسترش می یابد.”
با اندازه‌گیری جهت قطبش این پرتوهای ایکس، تیم موفق شد تأیید کند که این تابش پرانرژی قبل از سفر در فضا از سطح کوتوله سفید جهش می‌کند.
سواتی راوی، عضو تیم و دانشمند MIT، افزود: “چیزی که در مورد قطبش اشعه ایکس مفید است این است که تصویری از درونی ترین و پرانرژی ترین بخش کل این سیستم به شما ارائه می دهد.” وقتی از تلسکوپ های دیگر نگاه می کنیم، هیچ یک از این جزئیات را نمی بینیم.»
این تیم اکنون قصد دارد تحقیقات خود را به محیط زیست گسترش دهد ستاره های خون آشام فراتر از EX Hydrae به دیگر سیستم های تغذیه کوتوله سفید. این در نهایت می تواند به درک بهتر وضعیت نهایی این سیستم ها کمک کند – انفجارهای ابرنواختر نوع Ia که از تغذیه بیش از حد ستارگان مرده به وجود می آیند و معمولاً منجر به نابودی کامل کوتوله سفید می شوند.
“نقطه ای فرا می رسد که آنقدر مواد از یک ستاره همراه بر روی یک کوتوله سفید می افتد که کوتوله سفید دیگر نمی تواند آن را نگه دارد، کل چیز فرو می ریزد و نوعی ابرنواختر تولید می کند که می تواند در سراسر جهان مشاهده شود، که می تواند برای تعیین اندازه استفاده شود. جهان هستیمارشال نتیجه گرفت. بنابراین درک این سیستم‌های کوتوله سفید به دانشمندان کمک می‌کند تا منابع این ابرنواخترها را درک کنند و به شما در مورد بوم‌شناسی کهکشان می‌گویند.»
تحقیقات این تیم در 10 نوامبر منتشر شد مجله اخترفیزیک.
