آیا یک کوتوله‌ سفید بیشتر از یک ستاره‌ نوترونی عمر می‌کند؟

ایران اکازیون:این سوال بسیار جالبی است چرا که بیشتر اوقات وقتی که در مورد طول عمر یک ستاره حرف می‌زنیم منظورمان پیش از شکل گرفتن یک کوتوله‌ی سفید یا ستاره‌ی نوترونی است. یک ستاره طول عمری دارد که در این بازه هیدروژن را به هلیوم تبدیل می‌کند و نور تولید می‌کند.

به گزارش بیگ بنگ، با این تعریف  از طول عمر، خورشید ما یک ستاره‌ی میانسال است که ۴.۵ میلیارد سال سن دارد و تخمین زده می‌شود برای ۹ میلیارد سال هیدروژن برای سوزاندن داشته باشد. زمانی که سوزاندن هیدروژن تمام شد، خورشید و تمام ستارگان به جرم خورشید وارد یک مرحله‌ی دگردیسی آخر عمر می‌شوند که شامل از بین رفتن بیشتر لایه‌های خارجی ستاره می‌شود. در مورد خورشید یک سحابی سیاره‌نما خارج از سطح خارجی از دست رفته تولید شده و از خورشید فقط هسته‌ی داغ آن به عنوان یک کوتوله‌ی سفید به جا خواهد ماند.

اگر ستاره اندکی بزرگتر بود به جای تولید یک سحابی سیاره نما و کوتوله‌ی سفید یک ابرنواختر تولید می‌کرد. به منظور تولید یک ستاره‌ی نوترونی، جرم ستاره باید در یک بازه‌ی کاملای خاصی قرار گرفته باشد اگر جرم بسیار زیاد باشد جرم گرانشی ستاره می‌تواند هسته‌ی ستاره را به جای ستاره‌ی نوترونی به یک سیاهچاله تبدیل کند. اگر ستاره بسیار کم جرم باشد نمی‌تواند به یک ابرنواختر تبدیل شود و به جای ستاره‌ی نوترونی به یک کوتوله‌ی سفید تبدیل خواهد شد.

ستاره‌ی نوترونی و کوتوله‌ی سفید هر دو بقایای ستاره‌ای می‌باشند. آنها پس از آنکه همجوشی در هسته‌ی یک ستاره متوقف شد گرانش ستاره‌ی ناپایدار را پایدار کرد، از ستاره به جا می‌‌مانند. ستاره‌ی نوترونی و کوتوله‌ی سفید، هیچکدام قادر به تولید گرمای جدید در هسته‌های خود نیستند و علاوه بر آن بدون یک نفوذ خارجی قادر به هیچکار دیگری نیز نمی‌باشند.

یک کوتوله‌ی سفید کم کم انرژی خود را از دست می‌دهند تا جایی که گرمای خود را از دست داد و دمای آن مطابق با دمای پس زمینه‌ی کیهان که سه درجه‌ی کلوین است می‌رسد. اگر کوتوله‌ی سفید به این مرحله برسد آن را کوتوله‌ی سیاه می‌نامیم اما تاکنون کوتوله‌ی سیاهی را رصد نکرده‌ایم. رصد نشدن یک کوتوله‌ی سیاه تعجب برانگیز نیست چرا که زمان مورد نیاز برای تبدیل شدن یک کوتوله‌ی سفید به کوتوله‌ی سیاه بیش از میزان زمانی است که از تولد کیهان می‌گذرد و بنابراین زمان کافی برای تولید یک کوتوله‌ی سیاه وجود نداشته است.

ستاره‌های نوترونی نیز دمای بالایی دارند و تمام کاری که می‌توانند انجام دهند سرد شدن است اما آنها مجهز به یک میدان مغناطیسی قوی می‌باشند. بنابراین فرایند سردن شدن آنها کمی بیشتر درگیر است. ما توانسته‌ایم با مشاهده‌ی پرتوهای ایکس ساطع شده از ستارگان نوترونی در آسمان شب تعداد زیادی از آنها را رصد کنیم. ستارگان نوترونی را با توجه به چرخش سریع آنها می‌توان با مشاهده‌ی پالس‌هایشان در روشنایی همچون یک فانوس دریایی تشخیص داد.

بدون وجود یک عامل خارجی نه ستاره‌ی نوترونی و نه کوتوله‌ی سفید از بین نمی‌روند. عوامل خارجی وجود دارند که می‌توان از آنها برای از بین بردن یک کوتوله‌ی سفید یا ستاره‌ی نوترونی استفاده کرد. این عوامل اغلب توسط یک ستاره‌ی دیگر تامین می‌شود که به کوتوله‌ی سفید یا ستاره‌ی نوترونی جرم می‌بخشد. اگر کوتوله‌ی سفید ماده‌ی لازم برای بلعیدن ستاره‌ی همسایه را داشته باشد در یک ابرنواخر منفجر خواهد شد و خود را به دست فراموشی می‌سپارد. یک ستاره‌ی نوترونی نیز می‌تواند جرم لازم برای تبدیل شدن به یک سیاهچاله را به دست بیاورد.

دلیلی وجود ندارد که یک کوتوله‌ی سفید این کار را سریعتر از یک ستاره‌ی نوترونی انجام دهد چرا که فاکتور اصلی در اینجا سرعت ستاره در دزدیدن مواد از همسایه است. سرعت این دزدی بستگی به مدار همسایه دارد نه اینکه ستاره‌ی نوترونی است یا کوتوله‌ی سفید. بدون یک اهدا کننده‌ی ستاره‌ای هر دوی این بقایای ستاره‌ای در جهان باقی خواهد ماند و به آرامی گرمای خود را از دست خواهند داد تا زمانی که دمای آنها با دمای پیش‌زمینه‌ی کیهان یکی شود.

ترجمه: معصومه رحیمی/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: forbes.com