ستاره‌شناسان نخستین فوران ستاره غول‌پیکر را فراتر از منظومه شمسی رصد کردند

ستاره‌شناسان برای نخستین بار شاهد بودند که یک ستاره نزدیک، انفجاری عظیم از مواد باردار را به فضا پرتاب می‌کند؛ انفجاری آن‌قدر نیرومند که می‌تواند جو سیارات مجاور را از آن‌ها جدا کند.

این انفجار که به «پرتاب جرم تاجی» (CME) معروف است، با استفاده از رصدخانه فضایی ایکس‌ام‌ام-نیوتن آژانس فضایی اروپا (ESA) و تلسکوپ رادیویی لوفار (LOFAR) شناسایی شد، بنابر پژوهشی تازه که پژوهشگرانی از سراسر اروپا انجام داده‌اند.

این مشاهده که در نشریه نیچر منتشر شده، راهی تازه پیش روی دانشمندان می‌گذارد تا بررسی کنند ستارگان چگونه جهان‌های مدارگرد پیرامون خود را شکل می‌دهند.

در جریان یک پرتاب جرم تاجی، مقادیر عظیمی پلاسما از لایه‌های بیرونی جو ستاره بیرون رانده می‌شود و فضای اطراف را فرامی‌گیرد.

این فوران‌ها محرک آن چیزی هستند که دانشمندان «آب‌وهوای فضایی» می‌نامند؛ از جمله طوفان‌های خورشیدی که می‌تواند شفق‌های قطبی زمین را برانگیزد و جو سیارات نزدیک را فرسایش دهد.

این دست فوران‌های ستاره‌ای در خورشید رایج است، اما تاکنون هیچ نمونه‌ای به طور مستقیم از ستاره‌ای دیگر مشاهده نشده بود.

ستاره‌شناسان دهه‌ها در پی مشاهده پرتاب جرم تاجی در ستاره‌ای دیگر بوده‌اند، زیرا چنین برون‌ریزی‌هایی می‌تواند سرنوشت قابلیت سکونت یک سیاره را رقم بزند.

هنریک اکلوند، پژوهشگر مرکز پژوهش و فناوری فضایی اروپا (ESTEC) در هلند، در بیانیه‌ای گفت: «این کار افق رصدی تازه‌ای برای مطالعه و درک فوران‌ها و آب‌وهوای فضایی پیرامون ستارگان دیگر می‌گشاید.»

او افزود: «دیگر محدود به تعمیم دادن درک‌مان از پرتاب‌های جرم تاجی خورشید به ستاره‌های دیگر نیستیم.»

به گفته تیم پژوهشی، این یافته حاکی از آن است که ستارگان کوچک‌تر شاید آب‌وهوای فضایی بسیار نیرومندتری از خورشید ما تولید کنند و چنین فعالیت خشونت‌آمیز ستاره‌ای می‌تواند نقشی تعیین‌کننده در این داشته باشد که آیا سیارات بالقوه قابل سکونت می‌توانند جو خود را حفظ کنند و همچنان توان پشتیبانی از حیات را داشته باشند یا نه.

نخستین مشاهده تأییدشده از یک فوران ستاره‌ای فراتر از منظومه شمسی ما آن‌قدر پرقدرت بود که می‌توانست جو هر سیاره‌ای را که در مسیرش قرار می‌گرفت جدا کند؛ این فوران با سرعتی حدود ۲٬۴۰۰ کیلومتر بر ثانیه حرکت می‌کرد. چنین سرعتی فقط در حدود یک مورد از هر ۲۰ پرتاب جرم تاجی خورشید دیده می‌شود.

بر پایه این مطالعه، این برون‌ریزی هم آن‌قدر سریع و هم چنان چگال بود که می‌توانست جو هر سیاره‌ای را که در مدار نزدیک می‌چرخد به‌کلی از میان ببرد.

سیگنال رادیویی قوی

این فوران از یک کوتوله سرخ سرچشمه گرفت؛ نوعی ستاره که بسیار کم‌نورتر، خنک‌تر و کوچک‌تر از خورشید است و حدود نیمی از جرم خورشید را دارد.

پژوهشگران می‌گویند این ستاره حدود ۲۰ برابر سریع‌تر می‌چرخد و میدان مغناطیسی‌اش حدود ۳۰۰ برابر قوی‌تر است. بیش‌تر سیاره‌هایی که در کهکشان ما کشف شده‌اند به گرد ستارگانی از همین نوع می‌گردند.

وقتی فوران ستاره‌ای به فضا پرتاب می‌شود، موج ضربه‌ای‌ای ایجاد می‌کند که با خود تپشی از امواج رادیویی می‌فرستد. تیم پژوهشی یک سیگنال کوتاه و شدید از همین دست را از ستاره‌ای در فاصله حدود ۴۰ سال نوری شناسایی کرد؛ فاصله‌ای که به مقیاس‌های کیهانی نسبتاً نزدیک به حساب می‌آید.

دانشمندان مطمئن بودند که این سیگنال بر اثر یک پرتاب جرم تاجی ایجاد شده است.

جو کالینگهام، یکی از نویسندگان این مطالعه و ستاره‌شناس رادیویی در مؤسسه نجوم رادیویی هلند (ASTRON)، گفت: «چنین سیگنال رادیویی‌ای اصلاً پدید نمی‌آمد مگر آن‌که ماده به‌کلی از حباب مغناطیسی نیرومند ستاره خارج شده باشد.»

این سیگنال رادیویی با استفاده از تلسکوپ رادیویی لوفار که ایستگاه‌های شبکه آنتن آن در هشت کشور اروپایی پراکنده است و نیز با به‌کارگیری روش‌های تازه پردازش داده که پژوهشگران مؤسسه رصدخانه پاریس توسعه داده‌اند، ردیابی شد.

برای اطمینان از آنچه می‌دیدند، تیم همچنین از تلسکوپ ایکس‌ام‌ام-نیوتن آژانس فضایی اروپا برای مطالعه دمای ستاره، درخشندگی و چرخشش در پرتو ایکس بهره گرفت.

دیوید کونین، یکی از نویسندگان مطالعه و پژوهشگر ASTRON، گفت: «برای آشکارسازی امواج رادیویی به حساسیت و پهنه فرکانسی لوفار نیاز داشتیم.»

او گفت بدون ایکس‌ام‌ام-نیوتن، اثبات این یافته‌ها دشوار بود.

کونین افزود: «هیچ‌یک از این دو تلسکوپ به‌تنهایی کافی نبود؛ هر دو را لازم داشتیم.»

این تلسکوپ از سال ۱۹۹۹ به رصد کیهان مشغول است. آژانس فضایی اروپا می‌گوید این ابزار همچنان نقشی کلیدی در مطالعه چنین رویدادهای پرانرژی ایفا می‌کند.

این یافته‌ها چه معنایی دارند

دانشمندان می‌گویند این کشف برای جست‌وجوی جهان‌های قابل سکونت پیرامون ستارگان دیگر اهمیت دارد.

توان بالقوه یک سیاره برای پشتیبانی از حیات تا حدی به فاصله آن از ستاره‌اش وابسته است؛ یعنی این‌که آیا در «منطقه قابل سکونت» قرار دارد یا نه، جایی که آبِ مایع می‌تواند بر سطح آن وجود داشته باشد.

اما این به‌تنهایی کافی نیست.

اگر ستاره‌ای به‌ویژه فعال باشد و پی‌درپی فوران‌های قدرتمند پرتاب کند، سیارات نزدیک ممکن است جو خود را یکسره از دست بدهند و حتی اگر در ناحیه دمایی مناسب قرار داشته باشند به صخره‌هایی بی‌جان بدل شوند.

این یافته همچنین با نشان دادن این‌که همان فرایندهای خشونت‌آمیزی که منظومه شمسی ما را شکل داده‌اند در سراسر کهکشان فعال‌اند و احتمالاً بر سیارات دیگر نیز اثر می‌گذارند، به درک موجود از آب‌وهوای فضایی می‌افزاید.