قاتلانی که ماهرانه رد جنایت خود را پوشانده‌اند

ستاره‌ها بر خلاف این که اغلب مانند یک مادر برای پرورش سیاره‌ها عمل می‌کنند، اما گاهی اوقات نیز خائن و خشن می‌شوند و فرزندان خود را می‌بلعند و با گذشت زمان، شواهد این جنایت در هسته ستاره فرو می‌رود و دیگر هرگز قابل مشاهده نیست.

اما اکنون اخترشناسان به راهی برای شناسایی این ستاره‌های قاتل دست پیدا کرده‌اند و متوجه شده‌اند که چقدر زمان می‌برد تا شواهد این اتفاق از بین برود.

وقتی ستاره‌ها گرسنه می‌شوند

ستارگان به طور بالقوه می‌توانند سیاره‌های خود را در مراحل مختلفی از چرخه زندگی ستاره‌ای از بین ببرند. اگرچه اخترشناسان ترجیح می‌دهند از اصطلاح "بلعیدن" برای این موضوع استفاده کنند. در انتهای این چرخه، زمانی که ستارگان معمولی شبیه به خورشید در آستانه نابودی و مرگ قرار می‌گیرند، متورم و قرمز می‌شوند و تبدیل به ستاره‌های غول پیکر یا ابرغول می‌شوند.

وقتی این اتفاق رخ می‌دهد، هر سیاره‌ای که به اندازه کافی بدشانس باشد که در نزدیکی ستاره میزبان خود باشد، بلعیده می‌شود. سیاره‌های بیرونی آن منظومه نیز ممکن است آسیب ببینند، زیرا تغییر چشم‌انداز گرانشی ناشی از تشنج‌های یک ستاره‌ی در حال مرگ می‌تواند سیاره‌ها را به سمت ستاره مادر خود بفرستد.

چنین سرنوشتی در حدود ۴.۵ میلیارد سال بعد برای منظومه شمسی خودمان نیز رقم خواهد خورد، زمانی که خورشید، سیاره‌های عطارد، زهره و احتمالاً زمین را نابود خواهد کرد.

اما ستاره فقط در دوران پیری خود دست به قتل سیاره‌ها نمی‌زند، بلکه زمانی که ستاره‌ها جوان هستند نیز این اتفاق می‌تواند رخ دهد. روزهای اولیه شکل‌گیری یک منظومه خورشیدی دورانی بسیار خشن است.

"وقتی ستاره‌ها گرسنه می‌شوند ستارگان به طور بالقوه می‌توانند سیاره‌های خود را در مراحل مختلفی از چرخه زندگی ستاره‌ای از بین ببرند"یک پیش‌ستاره در دل خود هم از نظر دما و هم از منظر چگالی رشد می‌کند، اما این رشد به شکلی نامنظم رخ می‌دهد و گاهی طوفان‌های شدید پلاسمایی را به بیرون از سطح ستاره پرتاب می‌کند.

در عین حال، سیاره‌های واقع در اطراف این ستاره شروع به تکامل می‌کنند و سیاره‌های کوچک‌تر با یکدیگر برخورد می‌کنند و از نظر گرانشی یکدیگر را بی‌ثبات می‌کنند و به ‌طور کلی در تلاش برای تبدیل شدن به سیاره‌های کامل هستند. به طور طبیعی، تمام این هیاهو مقداری از مواد را از منظومه بیرون می‌راند و مواد دیگر به سمت ستاره در حال شکل‌گیری جریان می‌یابند.

نقش فلزات در دستگیری قاتل

این هجومِ موادِ سیاره‌ساز به ستاره مرکزی منظومه می‌تواند آهسته یا سریع باشد. در برخی موارد، قطره‌ای ثابت از عناصر سنگین در طول میلیون‌ها سال راه خود را به سمت ستاره باز می‌کند که در این صورت، کمتر به شکل یک قتل آشکار سیاره‌ای است و بیشتر شبیه خفه کردن و بلعیدن آهسته مواد لازم برای ساختن سیاره‌های بیشتر یا بزرگ‌تر در اطراف یک ستاره است.

در موارد دیگر، یک سیاره کامل دقیقاً با ستاره برخورد می‌کند و در یک چشم به هم زدن کاملاً ناپدید می‌شود.

انرژی وحشیانه و دمای داغ درون یک ستاره برای نابودی کامل یک سیاره کافی است و این تازه در صورتی است که سیاره از ورود به جو ستاره میزبان خود جان سالم به در ببرد و توسط نیروهای جزر و مد گرانشی اطراف ستاره تکه تکه نشود.

گفتنی است که در چنین سناریویی، یک سیاره به اندازه زمین تنها در عرض چند سال به طور کامل بلعیده خواهد شد.

تنها شواهد باقیمانده مبنی بر اینکه یک ستاره یکی از سیاره‌های خود را کشته است، فراوانی فلزات است، به این معنی که ستاره شناسان، عنصرهای سنگین‌تر از هلیوم را شناسایی می‌کنند که عناصری مانند سیلیکون، اکسیژن و کربن هستند که سیاره‌ها برای رشد به آنها نیاز دارند.

با گذشت زمان، فلزات غرق شده به آرامی راه خود را به قلب ستاره پیدا می‌کنند، زیرا این عناصر سنگین‌تر از هیدروژن و هلیوم هستند که بخش عظیمی از سطح یک ستاره را تشکیل می‌دهند.

ستاره شناسان فقط می‌توانند بر اساس آن چه روی سطح ستاره است، تعیین کنند که از چه چیزی ساخته شده است، زیرا سطح ستاره تنها بخشی از ستاره است که نور ساطع می‌کند و از رد پای طیفی آن نور است که دانشمندان می‌توانند بفهمند چه عناصری درون یک ستاره وجود دارد.

بنابراین هنگامی که فلزات به اعماق ستاره فرو می‌روند، دیگر هیچ شواهدی از جنایات گذشته ستاره پیش چشمان کنجکاو ستاره شناسان نخواهد بود.

تناقض دوگانه

این پوشش کیهانی چقدر طول می‌کشد؟ تخمین‌های اولیه بر اساس پخش شدگی فلزات درون یک ستاره، میلیاردها سال یا بیشتر را نشان می‌داد، به این معنی که هر ستاره‌ای که بتوانیم آن را با این مشخصات رصد کنیم، نمی‌تواند پنهان شود.

اما پژوهش جدیدی که برای انتشار در مجله Monthly Notices of the Royal Astronomical Society ارائه شده است، رویکرد ظریف‌تری را در پیش گرفته است. پژوهشگران در تلاش برای یک محاسبه دقیق از مدت زمانی که شواهد چنین رویدادی می‌توانند باقی بمانند، ده‌ها ستاره شبیه‌سازی شده و موقعیت‌هایی را شبیه‌سازی کردند که چگونگی و اینکه چه زمانی ستاره‌ها می‌توانند سیاره‌های خود را ببلعند، مشخص می‌کرد.

آنها در شبیه‌سازی‌های خود این واقعیت را در نظر گرفتند که مواد غنی‌شده با فلز درون یک ستاره، چگالی متفاوتی نسبت به محیط اطراف آن خواهند داشت و این می‌تواند جریان‌هایی ایجاد کند که آن فلزات را سریع‌تر از صرفا گرانش به سمت هسته ستاره پایین بکشد.

به طور طبیعی، پاسخ برای هر ستاره متفاوت است، زیرا بستگی به این دارد که ستاره چقدر جرم دارد و چقدر مواد سیاره‌ای مصرف کرده است. اما به طور کلی، ستاره شناسان دریافتند که ستارگان به مدت کمتر از یک میلیارد سال دارای فلزات در سطح خود هستند.

بنابراین آنها برای یافتن شواهدی از "سیاره‌کُشی" باید ستاره‌ای کوچک‌تر از حدود یک میلیارد سال را شکار کنند.

همچنین آنها نمی‌توانند تنها به یک ستاره به صورت مجزا نگاه کنند، زیرا غیر ممکن است که بگوییم آیا آن ستاره یک سیاره یا بیشتر را بلعیده است یا فقط با آن مقدار اضافی فلز متولد شده است.

در عوض، ستاره شناسان باید به سامانه‌های ستاره‌ای دوتایی نگاه کنند که در آن یک ستاره به طور قابل توجهی فلزات بیشتری نسبت به همدم خود دارد. بنابراین ستاره شناسان با رصد سامانه‌های دوتایی که کمتر از یک میلیارد سال عمر دارند، می‌توانند در نهایت این ستاره‌های قاتل را دستگیر کنند.

۵۸۵۸