آيا ستاره قطبي مي تپد؟

در مطلب گذشته به بيان توضيحاتي کلي پيرامون ستاره قطبي پرداختيم و مطرح کرديم که اين ستاره از نوع ستارگان قيفاووسي است. بر اساس مشاهدات دانشمندان، افزايش و کاهش نور ستاره قطبي سيري نزولي را در پيش گرفته بود و همين امر باعث شد گروهي به سرپرستي يک ستاره شناس کانادايي به نام دان فرناي پيش بيني کنند که در سال 1994 ستاره اي ثابت خواهد شد.

اما پيش بيني به حقيقت نپيوست. نه تنها ستاره قطبي به ضربان ادامه داد، بلکه بر شدت اين ضربان ها هم اضافه شد و بعد از نوسان ناچيز با قدر 02/0 در اوايل 1990 نور اين ستاره اکنون از مقدار  قدر 03/0 تا 05/0 در نوسان است.

موضوع چيست؟ در سال 1997 ماهواره اروپايي هيپارکوس اين موضوع را روشن تر نمود. اين ماهواره اختلاف منظر ستاره را اندازه گيري کرد و نشان داد ستاره قطبي 430 سال نوري از زمين فاصله دارد. براي اينکه از اين فاصله ستاره قطبي بتواند قدري در حدود 2 داشته باشد، بايد نوري معادل 2400 برابر نور خورشيد از خود ساطع کند. به عبارت ديگر، نوري که ستاره قطبي در يک ساعت از خود گسيل مي کند، بايد بيش از نوري باشد که خورشيد در طي 3 ماه از خود ساطع مي سازد در واقع ستاره قطبي بسيار پر نور است. بسيار پر نورتر از آن که بتوان آن را يک قيفاووس معمولي با يک دوره 97/3 روزه به حساب آورد. قيفاووسي به بزرگي و درخشاني ستاره قطبي مي بايست داراي ضرباني بسيار آهسته تر باشد، درست مانند يک شيپور بزرگ که نسبت به يک ترومپت صداي پايين تري توليد مي نمايد. دوره ستاره قطبي بايد چيزي در حدود 6 روز باشد. اين دوره طولاني تر «مد اساسي ضربان ستاره» ناميده مي شود. اما قيفاووس ها درست مانند آلات موسيقي، داراي هماهنگ هاي مختلفي هستند. به نظر مي رسد. ستاره قطبي در حالت هماهنگ اول قرار دارد.

بر طبق نظر ستاره شناسان، اين وضعيت چيزهاي زيادي را توضيح مي دهد. به گفته نانسي اوانز از مرکز اختر فيزيک هاروارد_اسميتسونين در کمبريج، ضربان هاي فرعي (بم) داراي دوره هايي هستند که به دلايلي که ما از آن ها بي اطلاعيم به طور غيرعادي و بسيار سريع تغيير مي کنند. بسياري از قيفاووس ها در هماهنگ اول خود مي تپند که بيشتر در ميان قيفاووس هاي با دوره هاي کوتاه تر معمول است. (کامل شدن يک دوره تناوب در قيفاووس هاي بزرگ تر و درخشان تر ماه ها طول مي کشد.)

يک قيفاووس عادي مانند اتا عقاب به سرعت درخشان اما به آهستگي کم نور مي شود، در حالي که ستاره قطبي به همان سرعتي که درخشان مي شود، کم نور نيز مي شود. در سال 2004 اوانز و همکارانش از ماهواره جستجو گر ميدان وسيع فروسرخ ناسا استفاده کردند تا نور ستاره را با دقت باور نکردني 10000/1 اندازه گيري کنند. بررسي آن ها ثابت نمود که افزايش و کاهش نور ستاره قطبي نشانگر ويژگي خاص ستارگاني است که تپنده هاي هماهنگ نام دارند.

در همين حال، در سال 2002 گروهي به سرپرستي ادوارد گوينان از دانشگاه ويلانوا به رصد ستاره قطبي و دنبال کردن تاريخچه آن پرداختند. نتيجه گيري گروه اين بود که ستاره قطبي در حال روشن تر شدن است. به نظر مي رسد که در طول 50 سال گذشته، مقدار ميانگين قدر اين ستاره از حدود 02/2 به 97/1 تغيير کرده است. آنها تصميم گرفتند تا سري به اطلاعات پيشين بزنند. اما اين کار چندان ساده نيست، چرا که مي بايست نگران سيستم هاي غير استاندارد اندازه گيري مقدار قدر باشند. بنابراين دانشمندان مجبور شدند مشاهدات هر فرد را از نو مرتب و تنظيم کنند و با مقايسه آن ها با ستاره هاي مقايسه، اعداد به دست آمده را به مقادير کنوني تبديل نمايند. هنگامي که گوينان و اسکات انگل اين کار را انجام دادند، دريافتند که ستاره قطبي حتي در سال هاي دهه 1800 کم نورتر نيز بوده است (مقدر قدر آن بين 2/2 و 3/2 بوده است).

گوينان چنين مي گويد: «ما تصميم گرفتيم کار را به طور کامل انجام دهيم، به گذشته رجوع کرديم و به فهرست بطلميوس مراجعه نموديم (ستاره قطبي در مرتبه سوم قدر قرار داشت). اما خب شما مي دانيد که وي اشتباه کرده بود.»

بطليموس در حدود 2000 سال پيش مي زيست و به لوازم دقيق کنوني در علم ستاره شناسي دسترسي نداشت، اما مشاهده تفاوت ميان قدر دو و سه، چندان مشکل نيست. حتي فردي که تا به حال هفت ستاره دب اکبر را نديده است، مي تواند ستاره اي با قدر سه را از بقيه آن ها که قدر دو دارند، تشخيص دهد.

کتابي که گوينان طي سفرش به ايران يافت، وي را متقاعد ساخت که ستاره قطبي در گذشته کم نورتر بوده است. وي اين چنين مي گويد: «من سخنراني کوچکي در مورد انواع ستارگان متغير انجام داده ام و اشاره اي نيز به ستاره قطبي کردم، يکي از ستاره شناسان حاضر به نام [دکتر] يوسف ثبوتي به فهرستي که توسط عبدالرحمن صوفي (903- 986)، ستاره شناس برجسته ايراني تهيه شده بود، اشاره کرد. اندازه گيري هاي وي در مورد ستاره هاي صورت فلکي خرس کوچک بسيار بهتر از اندازه گيري هاي بطلميوس بودند. (اندازه هاي آن ها بسيار به اندازه هاي کنوني آن نزديک تر بود) و ستاره قطبي نيز به عنوان ستاره با قدر سه فهرست شده بود.»

گوينان نمي داند که چه چيز باعث تغيير در ستاره قطبي مي شود. وي مي گويد: « تغيير در دوره و نور بسيار سريع تر از آن چيزي است که به وسيله نظريه استاندارد تحول ستاره اي پيش بيني مي شود. من فکر مي کنم که اين ستاره تحت تاثير نوعي تغيير داخلي است.»

اما همه افراد بر سر اين موضوع که ستاره قطبي به مرور درخشان تر مي شود، توافق ندارند. ديويد ترنر، ستاره شناس کانادايي در اين مورد نظر ديگري دارد. طبق مطالعات او، ستاره شناسي آلماني به نام ژوليوس اشميت مقدار نور اين ستاره را در دهه 1850 همين مقدار کنوني اندازه گيري کرده و گزارش داده است.

علاوه بر اين، ترنر معتقد است که ميزان فاصله اي که هيپارکوس به دست آورده (430 سال نوري) اشتباه است. ترنر براساس قدر ظاهري و مطلق ستارگان نزديک ستاره قطبي، که گروه کوچکي تشکيل داده و ستاره قطبي ممکن است جزيي از آن به نظر آيد، معتقد است که ستاره قطبي تنها 300 سال نوري از زمين فاصله دارد. بر طبق گفته هاي ترنر، هيپارکوس فواصل ديگر را نيز به اشتباه انداخته است که معروف ترين آن ها فاصله تا خوشه پروين است. ترنر اعتقاد دارد که ستاره قطبي از يک ستاره آبي رشته اصلي، مانند ستاره قلب الاسد، به يک ستاره ابرغول زرد رنگ تبديل شده است که با تبديل شدن به يک غول قرمز بايد از يک فاز ضرباني عبور کرد. اين گونه ستارگان نسبت به ديگر قيفاووس ها ناياب ترند زيرا که تکامل آن ها سريع تر است؛ اما ترنر اظهار مي دارد که اين موضوع تغييرات اخير در دوره ستاره قطبي و افزايش دامنه آن را توضيح مي دهد. به نظر وي، دوره ستاره قطبي در حال افزايش است چرا که خود ستاره نيز در حال بزرگ تر و قرمزتر شدن است (و بالاخره روزي به طور کلي از ضربان باز خواهد ايستاد). با اين حال تاکنون هيچ کس قادر به شناسايي يک رنگ ثابت يا تغيير دما نبوده است، بنابراين هيچ کس نمي داند که آيا ستاره قطبي در حال قرمزتر يا آبي تر شدن است.

خوشبختانه، راه هاي ساده اي براي حل بسياري از اين اختلاف ها وجود دارد. هارواردبوند، از موسسه دانش تلسکوپ فضايي در بالتيمور همراه با همکارانش، با استفاده از سنسورهاي هدايتگر دقيق تلسکوپ فضايي هابل در نظر دارند تا اختلاف منظر دقيق ستاره قطبي را اندازه بگيرند. اين کار نهايتا به تاييد و يا رد فاصله هيپارکوس منجر خواهد شد. فاصله دقيق تلسکوپ هابل مشخص خواهد نمود که آيا ستاره قطبي همان طور که ترنر معتقد است يک ضرباندار بنيادي است يا آن طور که گوينان فکر مي کند يک ضرباندار فرعي است و اگر ستاره واقعا در حال درخشان تر شدن باشد، تنها چند سال بيشتر طول نخواهد کشيد تا رصدها و مشاهدات اين موضوع را نشان دهند.

نويسنده: کن کراسول

برگردان: آزاده استکي

به نقل از: ماهنامه آسمان شب

تنظيم براي تبيان: م.ح.اربابي فر