لالایی ستارگان؛ دانشمندان صدای سوسو زدن ستاره‌ها را شبیه‌سازی کردند

به گزارش gsxr و به نقل از ایندیپندنت، نتیجه این مد‌ل‌سازی، مجموعه صداهایی شبیه‌ سروصدای بلند کابین هواپیما به همراه صدایی شبیه به ضربان سریع قلب است.

این صدای فضایی و بررسی دینامیک گازهای درونی ستاره که آن را ایجاد کرده، روز ۲۷ ژوئیه در مجله «نیچر آسترونومی» منتشر شده است.

ایوان اندرس، نویسنده اصلی این مقاله و اخترفیزیکدان دانشگاه نور‌ت‌وسترن در ایوانستون ایلینوی، می‌گوید حرکات در هسته ستارگان، امواجی همچون امواج اقیانوس را ایجاد می‌کند. به گفته او، هنگامی که این امواج به سطح ستاره می‌رسند، سبب می‌شوند که ستاره به شکلی سوسو بزند که ستاره‌شناسان ممکن است قادر به مشاهده آن باشند.

او می‌گوید که دانشمندان برای نخستین بار مدل‌های رایانه‌ای که به آن‌ها امکان می‌دهد میزان سوسو زدن یک ستاره درنتیجه این امواج را تعیین کنند ابداع کرده‌اند.

به گفته اندرس، این کار به تلسکوپ‌های فضایی آینده امکان می‌دهد تا مناطق مرکزی ستاره‌ها را کاوش کنند. در مرکز ستاره‌ها عناصری تولید می‌شود که ما برای زندگی و تنفس به آن‌ها وابسته‌ایم.

ستارگان چگونه چشمک می‌زنند؟

ما چشمک زدن ستارگان را به دو دلیل مشاهده می‌کنیم. نخست به این دلیل که نور آن‌ها وقتی به سوی زمین می‌آیند در‌اثر جریان‌های هوای ‌پیش‌بینی‌نشدنی حین حرکت در جو زمین، خمیده می‌شود و مقدار نوری را که روی زمین به ما می‌رسد مدام تغییر می‌دهد. اما غیرازاین، ستارگان یک چشمک و سوسوی ذاتی نیز دارند -‌چشمک‌هایی که درنتیجه فرآیندهای همرفتی ایجاد می‌شوند، یعنی زمانی که پلاسمای داغ به سمت سطوح آن‌ها می‌رود.

اندرس می‌گوید: «ستارگان بسته به اتفاقات گوناگونی که به شکل دینامیکی در درون ‌آن‌ها رخ می‌دهد، کمی روشن‌تر یا کمی تیره‌تر می‌شوند. چشمک‌هایی که این امواج تولید می‌کنند بسیار ظریف‌اند و چشمان ما به‌قدر کافی برای مشاهده آن‌ها حساس نیستند. اما تلسکوپ‌های قدرتمند آینده ممکن است قادر به تشخیص آن‌ها باشند.»

پژوهشگران برای شبیه‌سازی امواج درون ستارگان، در ابتدا مجبور شدند با مشکلی مهم دست‌وپنجه نرم کنند: درحالی‌که جریان‌های تولیدکننده امواج درون ستاره‌ها چند هفته طول می‌کشند، خود امواج می‌توانند در سطوح ستاره‌ها ظاهر شوند یا به مدت صدها یا هزاران سال بالا و پایین بروند. تفکیک امواج از بازتاب‌های آن‌ها نخستین چالش این تیم پژوهشی بود.

اندرس می‌گوید که دانشمندان در مدل‌سازی خود ابتدا یک لایه ضربه‌گیر [برای میرایی افت دامنه نوسان] پیرامون ستاره قرار دادند. چیزی شبیه به دیوارهای بالشتکی که در استودیوهای ضبط وجود دارد. دلیل انجام این کار این بود که بتوان نحوه ایجاد امواج همرفتی هسته را دقیقا اندازه‌گیری کرد.

دانشمندان پس از به‌کارگیری این «فیلتر» بر روی ستاره‌ها، دریافتند که اینک امواج درون ستاره به‌طور دقیق توصیف می‌‌شود. آن‌ها سپس فیلتر دیگری را افزودند که ویژگی‌های صوتی ستاره‌ها را شبیه‌سازی می‌کند و به آن‌ها امکان داد که هم جریان‌های همرفتی و هم بازتاب‌هایشان را شبیه‌سازی کنند.

آن‌ها برای انجام این کار، روش خود را برای امواج صوتی واقعی موسیقی، ازجمله آهنگ «ژوپیتر» از سوئیت ارکسترال «سیارات» اثر گوستاو هولس، و همچنین «چشمک‌ بزن، چشمک بزن، ستاره کوچک» به کار بستند تا ببینند صداهایی که از درون ستارگان می‌آیند چگونه شنیده می‌شوند.

اخترفیزیکدانان با در نظر گرفتن جریان‌های همرفتی ستاره‌ها و رساندن آن‌ها به شکلی که برای انسان قابل‌شنیدن باشند، با توجه به‌ اندازه ستارگان، اصوات متفاوتی را تولید کردند.

در آزمایش آن‌ها، امواج پژواک‌شونده ستارگان بزرگ (۴۰ برابر اندازه خورشید)، صداهایی شبیه به پژواک امواج سریع تفنگ‌های اشعه‌ای ایجاد کردند، درحالی‌که امواج ستاره‌های متوسط (برابر با ۱۵ جرم خورشیدی) و ستارگان کوچک (معادل ۳ جرم خورشیدی) شبیه به زمزمه‌های خفیفی به گوش رسیدند.

دانشمندان می‌گویند بررسی امواج درون ستارگان روزی می‌تواند شناخت بهتری از دینامیک درونی ستارگان به ما بدهد و همچنین به اخترشناسان کمک خواهد کرد تا برای نخستین بار، چشمک ذاتی ستارگان را با تلسکوپ رصد کنند.