* مسایل مربوط به قلب می‌توانند پیچیده و گیج‌کننده باشند- این چیزیست که درباره‌ی اجرام کیهانی شگفت‌انگیزی به نام "ستارگان تپش‌قلبی"هم می‌توان گفت.
ستارگان تپش‌قلبی (heartbeat stars) که شمار فراوانی از آنها توسط فضاپیمای کپلرناسا شناسایی شده، سامانه‌هایی دوتاییاز ستارگانند که به گرد یکدیگر می‌چرخند. نام تپش‌قلب به این دلیل رویشان گذاشته شده که اگر نمودار درخشش آنها در گذر زمان را بکشیم، چیزی درست مانند نوار قلب (نمودار فعالیت الکتریکی قلب) پدید می‌آید. دانشمندان علاقمند به شناخت این اجرامند زیرا ستارگانی دوتایی با مدارهای بیضی بسیار کشیده هستند. این ویژگی از آنها آزمایشگاهی طبیعی برای بررسی اثرهای گرانشی ستارگان بر یکدیگر ساخته است.
 |
در این نقاشی دو ستاره‌ی تپش‌قلبی را می‌بینیم که دارند به نزدیک‌ترین نقطه‌ی مدارشان از یکدیگر نزدیک می‌شوند. گرانش دوسویه، پیکر آنها را تغییر داده و کمی بیضیگون کرده.یک ستاره‌ی سوم و کمی دورتر هم در این سامانه نشان داده شده (بالا-چپ). اخترشناسان گمان میکنند یک چنین همدم سومی هم می‌تواند در برخی از سامانه‌های تپش‌قلبی وجود داشته باشد که احتمالا همان باعث شده مدار این دو در این حالت بسیار کشیده باقی مانده و دایره‌ای نشود. نمودار درون تصویر، تغییرات چرخه‌ای در سرعت‌های درون یکی از این سامانه‌ها به نام KIC 9965691را نشان می‌دهد که چیزی مانند نمودار یک نوار قلب است (دلیل نامگذاری آنها به ستارگان تپش‌قلبی هم همینست). نقطه‌های روی نمودار اندازه‌گیری‌های انجام شده توسط دستگاه HIRES در تلسکوپ ام.دبلیو. کک را نشان می‌دهند و خود منحنی هم بیشترین سازگاری را با جنبش‌های درون این سامانه دارد. این تصویر در اندازه‌ی بزرگ، و بدون نمودار |
در یک سامانه‌ی ستاره‌ای تپش‌قلبی، فاصله‌ی دو ستاره با گردش آنها به گرد یکدیگر به شدت تغییر می‌کند. این ستارگان می‌توانند در هر دوره‌ی گردش، تا فاصله‌ای به اندازه‌ی چند برابر شعاع ستاره به هم نزدیک شده و به اندازه‌ی ۱۰ برابر این مقدار نیز از هم دور شوند.
این ستارگان هنگامی که به نزدیک‌ترین فاصله می‌رسند، کشش گرانشی دو سویه‌ی آنها باعث می‌شود از حالت کروی خارج شده و کمی بیضیگون شوند، چیزی که به تغییر نور آنها می‌انجامد. این پدیده از همان گونه‌ی "نیروی کشندی" (جزر و مدی) است که باعث شکل‌گیری کشندهای اقیانوس‌های زمین می‌شود. اخترشناسان با بررسی ستارگان تپش‌قلبی می‌توانند به شناخت بهتری از شیوه‌ی کار این پدیده در گونه‌های مختلف ستارگان دست بیابند.
نیروهای کشندی همچنین باعث می‌شوند ستاره‌ها به لرزه افتاده یا مانند یک ناقوس "زنگ بزنند"- به بیان دیگر، با جابجایی دو ستاره در مدارشان، قطرهای آنها هم به سرعت کم و زیاد می‌شود. این پدیده به ویژه در زمانی که دو ستاره به نزدیک‌ترین فاصله می‌رسند چشمگیر است.
اَوی اشپورراز آزمایشگاه پیشرانش جت ناسادر پاسادنای کالیفرنیا، و نویسنده‌ی اصلی یک پژوهشنامه‌ی تازه درباره‌ی ستارگان تپش‌قلبی می‌گوید: «می‌توانیم دو ستاره را مانند دو زنگ بدانیم. در هر دور مدار، زمانی که دو ستاره به نزدیک‌ترین فاصله از هم می‌رسند مانند اینست که با یک چکش به همدیگر ضربه می‌زنند. یکی یا هر دو ستاره در مدار خود می‌لرزد، و هنگامی که به هم نزدیک‌تر می‌شوند انگار دارند بلند "زنگ می‌زنند".»
کپلر که اکنون در ماموریت کی۲به سر می‌برد در چند سال پایانی ماموریت اصلی خود شمار فراوانی از ستارگان تپش‌قلبی را یافت. در پژوهشیدر سال ۲۰۱۱ از ستاره‌ای به نام KOI-54 گفته شد که هر ۴۱.۸ روز افزایشی در نورش رخ می‌دهد. در سال ۲۰۱۲، پژوهش دیگری۱۷ جرم دیگر از اجرام درون داده‌های کپلر را بررسی کرد و آنها را "ستارگان تپش‌قلبی"نامید. برای پی بردن به ویژگی‌های این سامانه‌های بی‌مانند، داده‌ها و پژوهش‌های بیشتری نیاز است.
در پژوهشنامه‌ی اشپورر که در آستروفیزیکال جورنال منتشر شده، مدارهای ۱۹ سامانه‌ی ستاره‌ای تپش‌قلبی اندازه گرفته شده است- بزرگ‌ترین دسته‌ای که تنها در یک پژوهشنامه بررسی شده‌اند. نویسندگان، ستارگان تپش‌قلبیِ شناخته شده‌ای که در ماموریت گذشته‌ی کپلر یافته شده بودند را دوباره بررسی کردند. آنها برای این کار به ویژه از دستگاهی در تلسکوپ ام.دبلیو. ککدر هاوایی بهره گرفتند. که "طیف‌سنج نرده‌ایوضوح بالا" (HIRES)*نام دارد و طول موج‌هاینور دریافتی را اندازه می‌گیرد؛ این طول موج هنگامی که ستاره رو به زمین جابجا می‌شود کوچک‌تر شده و هنگامی که ستاره از زمین دور می‌شود کش می‌آید و بلندتر می‌شود. این داده‌ها به اخترشناسان اجازه داد تا سرعت این اجرام را در راستای خط دید محاسبه کرده و شکل مدار را شناسایی کنند.
اشپورر می‌گوید: «ما دریافتیم که ستارگان تپش‌قلبی در نمونه‌ای که در دست داشتیم داغ‌تر و بزرگ‌تر از خورشیدند. ولی امکان دارد [در داده‌های کپلر] ستارگان تپش‌قلبی دیگری با دماهای گوناگون وجود داشته باشد که هنوز بررسی نشده.»
نویسندگان این پژوهش همچنین احتمال می‌دهند برخی از سامانه‌های تپش‌قلب دوتایی یک ستاره‌ی سوم نیز دارند که هنوز شناسایی نشده است، و حتی شاید ستاره‌ی چهارمی هم در کار باشد.
سوزان مولالی، یکی از نویسندگان، و دانشمند بنیاد جستجوی هوش فرازمینی (SETI) که در مرکز پژوهشی ایمزناسا در مافت فیلد کالیفرنیا برای ماموریت کپلر هم کار می‌کند می‌گوید: «صرف وجود ستارگان تپش‌قلبی کمی معماگونه است. همه‌ی نیروی کشندی که این ستارگان بر هم وارد میکنند می‌بایست به سرعت باعث شود مدارشان به دایره‌ای تغیییر کند. یک توضیح برای پدید آمدن مدارهای به شدت بیضی و کشیده‌ای که اکنون می‌بینیم اینست که یک ستاره‌ی سوم هم در این سامانه‌ها وجود داشته باشد.»
پژوهشگران اکنون پیگیر بررسی‌های بیشتری برای یافتن یک ستاره‌ی سوم در سامانه‌های تپش قلبی هستند.
اشپورر می‌گوید: «ما در انتظار همکاری میان رصدخانه‌های زمینی و فضایی برای بهتر شناختن سازوکار درونی پیچیده‌ی سامانه‌های تپش‌قلبی هستیم.»
--------------------------------------------
--------------------------------------------
یادداشت:
* کوتاه شده‌ی High Resolution Echelle Spectrometer
--------------------------------------------
به کانال تلگرام یک ستاره در هفت آسمان بپیوندید:
واژه نامه:
heart - heartbeat star - NASA - Kepler space telescope - binary stars - star - electrocardiogram - electrical activity - ellipsoidal - tidal force - tide - Earth - bell - orbital revolution - hammer - Avi Shporer - Sagan postdoctoral fellow - Jet Propulsion Laboratory - Pasadena - California - K2 Mission - KOI-54 - Astrophysical Journal - W.M. Keck Observatory - Hawaii - High Resolution Echelle Spectrometer - HIRES - wavelength - sun - Susan Mullally - SETI Institute - Ames Research Center - Moffett Field - elliptical - KIC 9965691
منبع: jpl.nasa
برگردان: یک ستاره در هفت آسمان