ايتنا - قدیمی‌ترین ستاره کیهان چیست؟ جوان‌ترین ستاره کدام است؟

قدیمی‌ترین ستاره شناخته شده HD 140283 با نام مستعار متوشالح، ۱۹۰٫۱ سال نوری از ما فاصله دارد. تلسکوپ اشمیت بریتانیا توسط رصدخانه انگلیسی-استرالیایی (AAO) از این ستاره در نور آبی برای بررسی آسمان دیجیتالی عکس گرفته است.

به گزارش ایتنا و به نقل از لایوساینس، تعیین دقیق جوانترین ستاره در جهان ما دشوار است زیرا ستاره‌ها دائماً در حال تولد هستند، اما در میان آنهایی که می‌شناسیم چند نامزد وجود دارد. در سوی مقابل، دانشمندان در مورد قدیمی‌ترین ستاره ثبت‌شده - با نام مستعار متوشالح (Methuselah) - برای دهه‌ها توافق نظر داشته‌اند.

ستاره‌ها در اعماق ابرهای عظیمی از غبار و گاز به نام سحابی متولد می‌شوند. به گفته ناسا، برخی از توده‌های گاز در سحابی توسط مواد زیادی سنگین می‌شوند که این میزان زیاد از گرانش آنها را مجبور به فروپاشی می‌کند (زیرا جرم بیشتر به معنای گرانش بیشتر است) و کشش گرانشی شدید در مرکز سحابی در حال فروپاشی باعث می‌شود که گاز - عمدتاً گاز هیدروژن - به یک پیش‌ستاره (protostar) تبدیل شود.

این جنین‌های ستاره‌ای شروع به ترکیب هسته‌های هیدروژن به هلیوم می‌کنند و در این فرآیند پرتو ساطع می‌کنند. یک ستاره را نمی‌توان ستاره نامید تا زمانی که انرژی از خود بتاباند. به همین دلیل است که ستاره‌ها بسیار درخشان هستند؛ اما برخی از ستاره‌های کم‌نور فقط تا اندازه‌ای می‌درخشند که متولد شوند.

ستاره‌های جدید همیشه شکل می‌گیرند، اما در سال ۲۰۲۲، ستاره‌شناس روبینگ دونگ و همکارانش تصاویری از جنین‌های ستاره‌ای جوان در صورت فلکی منظومه ستاره‌ای دوتایی Z Canis Majoris ثبت کردند. آنها توانستند آشفتگی‌های یک مهاجم کیهانی را توسط تلسکوپ سوبارو، آرایه بسیار بزرگ کارل جی. جانسکی و آرایه میلی متری/زیر میلی متری بزرگ آتاکاما ثبت کنند.

روئوبینگ دانگ (ستاره‌شناس و استادیار گروه فیزیک و نجوم در دانشگاه ویکتوریا در کانادا)، این ستاره‌های نوپا را رصد کرده است. او در سال ۲۰۲۲ مقاله‌ای را در نشریه علمی Nature Astronomy پیرامون یک منظومه پیش‌ستاره دوتایی که تصور می‌شود تنها حدود یک میلیون سال قدمت دارد، به چاپ رساند. دونگ و همکارانش توانستند سن تقریبی برخی از این جنین‌های ستاره‌ای را تعیین کنند.

دونگ می‌گوید: «وقتی ستارگان دچار فوران‌های برافزایشی می‌شوند، داغ‌تر و درخشان‌تر می‌گردند. مواد اطراف آنها گرم می‌شود، یخ موجود در قرص پیش‌سیاره‌ای ممکن است تبخیر شود و برخی واکنش‌های شیمیایی در دیسک ممکن است به دلیل گرم شدن مواد صورت بگیرند».

از آنجایی که ستارگان جوان هنوز در حال تجمع مواد هستند، فواره‌های عظیم گاز یا جریان‌های گازی را از هر دو سوی خود خارج می‌کنند. این بدان معنی است که آنها هنوز در حال افزایش جرم هستند. از آنجایی که جریان خروجی با بزرگتر شدن محو می‌شود، مقدار گاز آزاد شده به ستاره شناسان کمک می‌کند سن یک ستاره را تخمین بزنند. در واقع گاز بیشتر به معنای ستاره جوانتر است.

در همین حال، تخمین‌ها از سن HD 140283، ستاره معروف به متوشالح، جنجال زیادی برانگیخته است. به گفته ناسا، تخمین‌های اولیه از مشاهدات انجام شده در سال ۲۰۰۰، قدمت آن را ۱۶ میلیارد سال نشان می‌داد. این تخمین، سن این ستاره را از سن جهان که حدود ۱۳٫۸ میلیارد است، پیرتر نشان می‌داد. اخترشناسان بلافاصله متوجه شدند که در نحوه محاسبه سن این ستاره خطایی وجود داشته است. در غیر این صورت، این احتمال وجود دارد که جهان چندین سال زودتر از آنچه قبلاً تصور می‌شد به وجود آمده باشد.

به گزارش ایتنا، ستاره‌شناسان در سال ۲۰۱۳ برای رسیدن به اصل موضوع، برای تعیین مجدد سن متوشالح از تلسکوپ فضایی هابل استفاده کردند و بر اساس درخشندگی و فاصله آن از زمین که حدود ۱۹۰ سال نوری است، تخمین زدند سن آن باید ۱۴٫۵ میلیارد سال باشد. این تخمین باعث می‌شود که ستاره مذکور کمی بیشتر از کل کیهان قدمت داشته باشد، اگرچه امکان خطا در تخمین سن وجود دارد.

هاوارد باند (ستاره‌شناس در موسسه علمی تلسکوپ فضایی مرکز فضایی هابل در مریلند، که به تخمین سن متوشالح کمک کرد)، می‌گوید: «ما به منظور تعیین درخشندگی مطلق و در نتیجه سن، با کمک مطالعات نظری تکامل ستاره‌ها فاصله را اندازه‌گیری کردیم. ما سنی را یافتیم که با سن جهان سازگار بود».

باند اظهار می‌دارد: «متوشالح یک ستاره نه چندان غول‌پیکر و از بسیاری از ستارگان درخشان‌تر است، اما هنوز به روشنی و درخشندگی ستارگان غول‌پیکر که آنقدر بزرگ هستند که اندازه آنها نسبت به دما و جرم‌شان غیرعادی به نظر می‌رسد، نیست».

ستاره‌هایی از این دست، قرمزتر از غول‌ها هستند. ستارگان با سوزاندن هیدروژن در هسته خود و تبدیل آن به هلیوم از طریق همجوشی هسته‌ای انرژی آزاد می‌کنند.

گفتنی است ستارگان پرجرم زمانی که شروع به تخلیه ذخایر هیدروژن خود می‌کنند به فاز زیرغول (subgiant) می‌رسند. در این مرحله از زندگی یک ستاره، روشنایی یا درخشندگی آن، راهی عالی برای تخمین سن آن می‌شود. ستارگان زیرغول کم‌نورتر و پیرتر هستند.

متوشالح مایل به قرمز است و در طی میلیاردها سال به آرامی کمرنگ شده است، اگرچه مجاورت نسبتاً نزدیک آن به زمین به این معنی است که برای ما خیلی هم کم‌نور به نظر نمی‌رسد و با دوربین دوچشمی مناسب نیز قابل مشاهده است.

اما خورشید ما نسبت به متوشالح خیلی جوانتر است و تنها اندکی کمتر از ۵ میلیارد سال سن دارد. انتظار می‌رود که خورشید حدود ۵ میلیارد سال دیگر زندگی کند. در آن زمان، خورشید سرد می‌شود و آنقدر در منظومه شمسی متورم خواهد شد که سیارات در حال چرخش خود از جمله زمین را در بر بگیرد.