«این یک سامانهٔ بینظیر با دورهٔ مداری فوقالعاده نادر است.»
در تصویر جدیدی که توسط تلسکوپ فضایی جیمز وب ناسا (JWST) ثبت شده است، زنجیرهای تو در تو از مارپیچهای غباری بهدور یک سامانهٔ سهستارهای قدرتمند که دو تا از نادرترین ستارههای کهکشان را در بر دارد، بهچشم میخورد.
سامانهٔ سهستارهای با نام مستعار Apep، از الههٔ مصریِ هرجومرج و آشوب کیهانی نامگذاری شده است. این سامانه در تصویر جدید مادونقرمز میانی JWST بهطور نمایانی بهنظر میرسد که شبیه یک جنین کیهانی عظیم است. دو تا از ستارههای Apep، ستارههای ولف‑ریت هستند؛ اینها ستارههای بسیار بزرگ و داغیاند که زندگیشان در حاشیهٔ عدمثبات میگذرد و بادهای قدرتمند ستارهای آنها، تودههای عظیمی از ماده را بهدور خود میبرند و هستهای غنی از هلیوم، نیتروژن و کربن را نشان میدهند. در کهکشان راه شیری، تنها حدود ۱۰۰۰ ستارهٔ ولف‑ریت شناخته شدهاند، در حالی که بیش از صد میلیارد ستاره دیگر وجود دارد.
مادهای که توسط بادها — نه بادهای معمول روی زمین، بلکه جریانات ذرههای باردار — از ستارهها استخراج میشود، سحابی را تشکیل میدهد؛ و هنگامی که یک ستارهٔ ولف‑ریت در یک سامانهٔ دو ستارهای با ستارهای دیگر حضور دارد، تعاملهای گرانشی بین آنها میتواند شکل سحابی را تحت تأثیر قرار دهد. بههرحال، Apep بهنظر میرسد منحصر بهفرد باشد؛ زیرا شامل دو ستارهٔ ولف‑ریت است که در دورهٔ مداری ۱۹۰ ساله بهدور یکدیگر میچرخند. در نزدیکترین نقطهی برخورد، بادهای ستارهای آنها بهیکدیگر میتصادمند و غبار متراکم غنی از کربن تولید میکند که در هر دورهٔ ۲۵ ساله شکل مارپیچی بهدست میآورد. سپس هر مارپیچ مسیر خود را برای گسترش بهسمت بیرون آغاز میکند.
«این یک سامانهٔ بینظیر با یک دورهٔ مداری فوقالعاده نادر است»، ریان واییت، دانشجوی دکترا در دانشگاه مککوری سیدنی، استرالیا، در بیانیهای گفت. «دورهٔ مداری طولانی بعدی برای یک دوستارهٔ غبارآلود ولف‑ریت حدود ۳۰ سال است؛ اکثر آنها دورهٔ مداری بین دو تا ۱۰ سال دارند.»
وقتی Apep در سال ۲۰۱۸ با نور مرئی توسط تلسکوپ بسیار بزرگ (Very Large Telescope) رصدخانهٔ جنوبی اروپایی در چیلی کشف شد، تنها مارپیچ درونی و درخشانترین آن قابل مشاهده بود، اما انتظار میرفت مارپیچهای بیشتری وجود داشته باشند. اکنون ابزار مادونقرمز میانی تلسکوپ (MIRI) JWST این مارپیچها را بهدست آورده است؛ آنها بهصورت لایههای تو در تو قرار دارند و چهار بار نزدیکترین برخوردهای ستارهها را در حدود ۷۰۰ سال گذشته نشان میدهند. مارپیچ بیرونیترین، ضعیفترین است و در حاشیهٔ تصویر JWST دیده میشود.
«نگاه کردن به مشاهدات جدید وب مثل قدم زدن به یک اتاق تاریک و روشن کردن نور بود — همه چیز به چشم آمد»، یینوو هان از مؤسسهٔ فناوری کالیفرنیا در پاسادنا گفت که نویسندهٔ اصلی یکی از مقالات شرحدهندهٔ این مشاهدات است، در حالی که رایان واییت نویسندهٔ اصلی مقالهٔ دیگری است. «در تصویر وب هر جایی غبار حضور دارد، و تلسکوپ نشان میدهد که بیشتر این غبار در ساختارهای تکراری و پیشبینیپذیر پرت شده است.»
مطالعهٔ واییت مدارهای ستارههای Apep را با ترکیب دادههای JWST و مشاهدات هشتسالهٔ تلسکوپ بسیار بزرگ که گسترش لایهٔ داخلی غبارآلود را ثبت کردهاند، دقیقتر کرده است.
در حالی که ستارههای ولف‑ریت بین ۱۰ تا ۲۰ برابر جرم خورشید وزن دارند، همسرای سهگانه آنها یک ابرغول است که بین ۴۰ تا ۵۰ برابر جرم خورشید است. حضور این ستاره از طریق تعامل آن با بادهای ستارهای و غبارهای ستارههای ولف‑ریت آشکار میشود؛ این تعامل حفرهای در لایههای گسترشیافته و مارپیچدار ایجاد میکند. این حفره بهتر بین ساعت ۱۰ و ساعت ۲ در تصویر JWST دیده میشود.
«حفره تقریباً در همان مکان در هر لایه قرار دارد و شبیه یک قیف است»، واییت گفت.
هر سه ستاره سرنوشت دارند تا در یک ابرنواختر منفجر شوند؛ دو ستارهٔ ولف‑ریت ممکن است بهعنوان انفجارهای پرتو گاما منفجر شوند و پس از آن سیاهچالههای جرمستارهای بهوجود آورند که ستارهٔ نوترونی باقیمانده پس از انفجار ابرغول سنگینتر، بهدور آنها میچرخد.
هر دو مقاله روز چهارشنبه (۱۹ نوامبر) در مجلهٔ Astrophysical Journal منتشر شدند؛ مقالهٔ هان در اینجا و مقالهٔ واییت در اینجا قابل دستیابی است.
