فلزات سنگین چطور بر زندگی هر ستاره تاثیر می‌گذارند؟

بسیاری از ستارگان در مرکز کهکشان راه شیری دارای محتویات زیادی از فلزات سنگینی هستند که این فلزات سنگین زندگی ستاره را کنترل می‌کنند.

ستارگان کارخانه‌های غول‌پیکری هستند که بیشتر عناصر جهان را درون خود دارند از جمله عناصر موجود در بدن ما و حتی ذخایر فلزی سطح زمین، اما وجود این عناصر در درون یک ستاره چه نتایجی را به دنبال دارد؟

در مقاله جدید که در ماهنامه انجمن نجوم سلطنتی «MNRAS» منتشر شده است، نشان می‌دهد که چگونه افزایش جمعیت جوان‌ترین نسل ستارگان به کمک فلزات در درون‌شان متوقف شده است. نویسندگان این مقالات همگی در مرکز عالی اخترفیزیک «ARC» فعالیت می‌کنند. آن‌ها در دانشگاه «موناش» و موسسه علمی تلسکوپ فضایی مستقر هستند.

ستاره غنی از فلز و آینده آن

«آماندا کاراکاس»، اولین نویسنده مقاله‌ای که در مورد ستاره‌های غنی از فلز صحبت می‌کند، می‌گوید: «ما میدانیم دو عنصر اول جدول تناوبی – هیدروژن و هلیوم – در انفجار بزرگ (بیگ بنگ) ایجاد شده‌اند. با گذشت زمان، عناصر سنگین‌تری نیز در طی فرآیندهای شیمیایی تولید شدند. این ستاره‌های غنی از فلز مانند خورشید در منظومه شمسی، عناصر خود را به درون فضا پرتاب می‌کنند و در طولانی مدت سبب می‌شوند کهکشان ما از لحاظ دارا بودن فلزات نیز غنی شود. این اجسام به صورت مستقیم روی ما تاثیر می‌گذارند زیرا تقریبا نیمی از کربن و همه عناصر سنگین‌تر از آهن توسط ستارگانی مانند خورشید سنتز می‌شوند.»

در توضیح بیان‌های این دانشمند می‌توان گفت حدود 90 درصد از کل سرب روی زمین در ستارگان کم جرمی وجود دارد که عناصری مانند استرانسیم و باریم را نیز در درون خود تولید می‌کنند. اما این توانایی تولید فلزات بسته به ترکیب یک ستاره در هنگام تولد، دچار تغییر می‌شود. «جولیا سینکوگرانا» گفت: «وارد کردن اندکی فلز بیشتر به درون ستاره پیامدهای بسیار زیادی بر تکامل آن‌ها دارد.» او در مقاله خود به مطالعه آنچه به صورت شیمیایی از ستارگان غنی از فلز خارج می‌شود، پرداخته است.

وی ادامه داد: «ما کشف کردیم که میزان مشخصی از محتوای فلز اولیه ستاره به فضا پرتاب می‌شود. به عبارت دیگر، میزان این پرتاب بسته به پارامترهای مختلفی مانند طول عمر ستاره و میزان غنی بودن آن از فلز دارد.»

خورشید که حدود 4.5 میلیارد سال پیش متولد شد، یک ستاره معمولی میانسال به حساب می‌آید. این ستاره در مقایسه با اولین نسل‌های ستاره‌، در گروه ستارگان غنی از فلزات دسته‌بندی می‌شود و محتوای عناصر سنگین مشابه با بسیاری از ستارگان دیگر در مرکز کهکشان راه شیری دارد.

کاراکاس می‌گوید: «مقالات ما تکامل ستاره‌های جوان‌تر (نسل‌های اخیر) را پیش‌بینی می‌کنند که تا هفت برابر غنی از خورشید از نظر حضور فلزات خواهند بود.»

سینکوگرانا نیز می‌گوید: «شبیه‌سازی‌های انجام شده توسط گروه ما نشان می‌دهد که این سطح بسیار زیاد سبب می‌شود که این ستاره‌ها در مقایسه با ستاره‌های دیگر مانند خورشید، رفتار بسیار عجیبی داشته باشند.»

مدل‌های شبیه‌سازی شده از ستاره‌های بسیار غنی از فلز نشان می‌دهد که آن‌ها به حدی گسترش می‌یابند که به غول‌های قرمز تبدیل شوند و درنهایت به عنوان کوتوله سفید به زندگی خود پایان دهند. اما آن‌ها تا آن زمان هیچ عنصر سنگینی را به بیرون پرتاب نمی‌کنند. فلزات درون کوتوله سفید محبوس می‌شوند.

اما ستاره‌های دیگر که به صورت پیوسته عناصری را به فضا پرتاب می‌کنند، سبب تغییر جهان به صورت دائمی می‌شوند و درک توزیع عناصر را برای دانشمندان دشوار می‌سازند.