دانشمندان برای اولین‌بار از سطح ستاره قطبی با وضوح بالا عکس‌برداری کردند

شش تلسکوپ بزرگ گنبددار که در یکی از کوه‌های سرسبز آمریکا پراکنده شده‌اند، با جمع‌آوری نور به شکل سازه‌ای یکپارچه از اعماق کیهان، اخترشناسان امروزی را در امر کاوش فضا هدایت می‌کنند. اکنون به لطف دستاورد اخیر این تلسکوپ‌ها، تصویر باکیفیت جدیدی از جسم درخشانی داریم که اخترشناسان گذشته را هدایت می‌کرد: ستاره جُدَی یا پولاریس.

کد خبر: ۸۱۱۷۷۶

تاریخ: ۰۳ شهريور ۱۴۰۳ - ۱۶:۵۸

زومیت: تصویر پروضوح جدید از پولاریس، علاوه‌بر نمایش نقاط تیره شبیه به لکه‌های خورشیدی، نشان می‌دهد که این ستاره ظاهرا پرجرم‌تر از تصور پیشین است.

دانش بصری ما از پولاریس یا ستاره قطبی کنونی (عنوانی که به‌دلیل تاب‌خوردن محور زمین درطول اعصار به ستارگان مختلف اعطا شده)، عمیق است. هنرمندان قدیم و جدید، پولاریس درخشان را در نقاشی‌های خود به تصویر کشیده، عکاسان نجومی از حیاط خانه‌شان از آن عکس‌برداری کرده و دانشمندان ابزار‌های خود را برای دهه‌ها به سمتش نشانه رفته‌اند.

اما آنچه تصویر جدید از پولاریس را که به‌وسیله‌ی آرایه‌ی تلسکوپی «مرکز نجوم با وضوح زاویه‌ای بالا» یا به اختصار چارا (CHARA) در کوه ویلسون کالیفرنیا گرفته شده است، از نمونه‌های قبلی متمایز می‌کند، وضوح یا تفکیک‌پذیری است. داده‌های نوری هر شش تلسکوپ در یک واحد مرکزی ترکیب می‌شود تا تصویری واحد و واضح از یک منبع ارائه کنند. این همکاری هماهنگ، تلسکوپی واحد به قطر ۳۳۰ متر را تشکیل می‌دهد و به همین دلیل، وضوح تصاویر نهایی یا به‌طور خاص تفکیک‌پذیری زاویه‌ای چارا، بی‌نظیر است.

دانشمندان پس از ترکیب برخی از تصاویر جدید پولاریس با رصد‌های انجام‌شده با چارا بین سال‌های ۲۰۱۶ و ۲۰۲۱، برخی از ویژگی‌های ناشناخته‌ی این ستاره را کشف کردند. مهم‌تر از همه، نقاطی تشخیص‌پذیر روی سطح ستاره به چشم می‌خورند که به لکه‌های گاه‌وبیگاه خورشید خودمان شباهت دارند.

یکی از دلایل اصلی شگفت‌انگیزبودن یافته‌ی اشاره‌شده، به این واقعیت مربوط می‌شود که پولاریس ستاره‌ای قدیمی نیست، بلکه نوعی ستاره است که با عنوان «متغیر قیفاووسی» شناخته می‌شود؛ بدین معنی که به‌طور دوره‌ای روشن و کم‌نور می‌شود. پولاریس به‌طور خاص طبق چرخه‌ای چهار روزه روشن‌تر و کم‌نورتر می‌شود و دانشمندان به دلیل همین رفتار بسیار پیش‌بینی‌پذیر، شیفته‌ی یافتن قیفاووسی‌ها هستند؛ زیرا می‌توانند از آن‌ها برای اندازه‌گیری فواصل کیهانی استفاده کنند.

همان‌طور که تیم چارا می‌گوید، تصاویر پروضوح جدید از پولاریس، اولین نگاه اجمالی را به سطح پولاریس ارائه می‌دهند. بااین‌حال، لکه‌ها تنها یافته‌ی اخترشناسان نبود.

پولاریس برخلاف خورشید تنهای ما، بدون همراه در جهان پرسه نمی‌زند. این ستاره که ۴۶ برابر بزرگ‌تر از ستاره‌ی والدمان است و بیش از ۴۰۰ سال نوری از ما فاصله دارد، بخشی از منظومه‌ای سه‌گانه و از قضا درخشان‌ترین در بین همراهان ستاره‌ای خود است.

درواقع، هدف اولیه‌ی تحقیقات چارا روی پواریس، ترسیم مدار ستاره‌ای بود که هر ۳۰ سال یک‌بار به دوره‌ی ستاره قطبی ما می‌چرخد. این ستاره درمقایسه با ستاره‌ی سوم بسیار نزدیک‌تر به پولاریس است و همین امر، تلاش پژوهشگران را به شاهکاری پیچیده تبدیل می‌کند. درواقع، ستاره‌ی مورد بررسی نه‌تن‌ها در فاصله‌ای بسیار نزدیک به پولاریس قرار گرفته، بلکه به‌قدری کم‌نور است که وجود آن تا حوالی سال ۲۰۰۵ تایید نشد.

نانسی ایوانز، سرپرست تیم پژوهشی در مرکز اخترفیزیک هاروارد-اسمیتسونین که در شناسایی همراه پولاریس نیز نقش داشت، در یک بیانیه گفت: «فاصله‌ی جزئی و کنتراست بالا در روشنایی بین دو ستاره، تفکیک منظومه‌ی دوتایی را در کم‌ترین فاصله‌شان از یکدیگر، بسیار چالش‌برانگیز می‌کند.» به‌همین دلیل، تیم پژوهشی به سراغ سایر ابزار‌های رصدی ازجمله تداخل‌سنج لکه‌ای در رصدخانه آپاچی پوینت در نیومکزیکو رفت.

ماموریت اخترشناسان موفقیت‌آمیز بود و علاوه‌بر کمک به تایید برخی ویژگی‌ها مانند اندازه‌ی پولاریس، نشان داد که این ستاره ممکن است با جرمی معادل تقریبا پنج برابر خورشید، سنگین‌تر از حد تصور قبل باشد. از آنجایی که درگذشته جرم تعداد کمی از قیفاووسی‌ها تعیین شده است، کشف اخیر از اهمیت بالایی برخوردار می‌شود و همچنین پرسش‌های جالبی را برای بررسی در آینده مطرح می‌کند. برای مثال، نویسندگان مطالعه می‌گویند: «جرم در ترکیب با فاصله نشان می‌دهد که پولاریس درخشان‌تر از آن چیزی است که از مسیر‌های تکاملی برای جسمی با این جرم پیش‌بینی می‌شد.»

بااین‌حال، ظاهرا ماهیت لکه‌دار ستاره قطبی توجه همگان را به خود جلب کرده است. جان مونیر، استاد نجوم در دانشگاه میشیگان و از نویسندگان مطالعه، گفت: «قصد داریم در آینده تصویربرداری از پولاریس را ادامه دهیم و امیدواریم که مکانیسم ایجاد لکه‌ها در این ستاره را بهتر درک کنیم.»