آیا ستاره قطبی می تپد

این ستاره از نوع ستارگان قیفاووسی است. بر اساس مشاهدات دانشمندان، افزایش و کاهش نور ستاره قطبی سیری نزولی را در پیش گرفته بود و همین امر باعث شد گروهی به سرپرستی یک ستاره شناس کانادایی به نام دان فرنای پیش بینی کنند که در سال ۱۹۹۴ ستاره ای ثابت خواهد شد.
اما پیش بینی به حقیقت نپیوست. نه تنها ستاره قطبی به ضربان ادامه داد، بلکه بر شدت این ضربان ها هم اضافه شد و بعد از نوسان ناچیز با قدر ۰۲/۰ در اوایل ۱۹۹۰ نور این ستاره اکنون از مقدار  قدر ۰۳/۰ تا ۰۵/۰ در نوسان است.

موضوع چیست؟ در سال ۱۹۹۷ ماهواره اروپایی هیپارکوس این موضوع را روشن تر نمود. این ماهواره اختلاف منظر ستاره را اندازه گیری کرد و نشان داد ستاره قطبی ۴۳۰ سال نوری از زمین فاصله دارد. برای اینکه از این فاصله ستاره قطبی بتواند قدری در حدود ۲ داشته باشد، باید نوری معادل ۲۴۰۰ برابر نور خورشید از خود ساطع کند. به عبارت دیگر، نوری که ستاره قطبی در یک ساعت از خود گسیل می کند، باید بیش از نوری باشد که خورشید در طی ۳ ماه از خود ساطع می سازد در واقع ستاره قطبی بسیار پر نور است. بسیار پر نورتر از آن که بتوان آن را یک قیفاووس معمولی با یک دوره ۹۷/۳ روزه به حساب آورد. قیفاووسی به بزرگی و درخشانی ستاره قطبی می بایست دارای ضربانی بسیار آهسته تر باشد، درست مانند یک شیپور بزرگ که نسبت به یک ترومپت صدای پایین تری تولید می نماید. دوره ستاره قطبی باید چیزی در حدود ۶ روز باشد. این دوره طولانی تر «مد اساسی ضربان ستاره» نامیده می شود. اما قیفاووس ها درست مانند آلات موسیقی، دارای هماهنگ های مختلفی هستند. به نظر می رسد. ستاره قطبی در حالت هماهنگ اول قرار دارد.
بر طبق نظر ستاره شناسان، این وضعیت چیزهای زیادی را توضیح می دهد. به گفته نانسی اوانز از مرکز اختر فیزیک هاروارد_اسمیتسونین در کمبریج، ضربان های فرعی (بم) دارای دوره هایی هستند که به دلایلی که ما از آن ها بی اطلاعیم به طور غیرعادی و بسیار سریع تغییر می کنند. بسیاری از قیفاووس ها در هماهنگ اول خود می تپند که بیشتر در میان قیفاووس های با دوره های کوتاه تر معمول است. (کامل شدن یک دوره تناوب در قیفاووس های بزرگ تر و درخشان تر ماه ها طول می کشد.)
یک قیفاووس عادی مانند اتا عقاب به سرعت درخشان اما به آهستگی کم نور می شود، در حالی که ستاره قطبی به همان سرعتی که درخشان می شود، کم نور نیز می شود. در سال ۲۰۰۴ اوانز و همکارانش از ماهواره جستجو گر میدان وسیع فروسرخ ناسا استفاده کردند تا نور ستاره را با دقت باور نکردنی ۱۰۰۰۰/۱ اندازه گیری کنند. بررسی آن ها ثابت نمود که افزایش و کاهش نور ستاره قطبی نشانگر ویژگی خاص ستارگانی است که تپنده های هماهنگ نام دارند.
در همین حال، در سال ۲۰۰۲ گروهی به سرپرستی ادوارد گوینان از دانشگاه ویلانوا به رصد ستاره قطبی و دنبال کردن تاریخچه آن پرداختند. نتیجه گیری گروه این بود که ستاره قطبی در حال روشن تر شدن است. به نظر می رسد که در طول ۵۰ سال گذشته، مقدار میانگین قدر این ستاره از حدود ۰۲/۲ به ۹۷/۱ تغییر کرده است. آنها تصمیم گرفتند تا سری به اطلاعات پیشین بزنند. اما این کار چندان ساده نیست، چرا که می بایست نگران سیستم های غیر استاندارد اندازه گیری مقدار قدر باشند. بنابراین دانشمندان مجبور شدند مشاهدات هر فرد را از نو مرتب و تنظیم کنند و با مقایسه آن ها با ستاره های مقایسه، اعداد به دست آمده را به مقادیر کنونی تبدیل نمایند. هنگامی که گوینان و اسکات انگل این کار را انجام دادند، دریافتند که ستاره قطبی حتی در سال های دهه ۱۸۰۰ کم نورتر نیز بوده است (مقدر قدر آن بین ۲/۲ و ۳/۲ بوده است).
گوینان چنین می گوید: «ما تصمیم گرفتیم کار را به طور کامل انجام دهیم، به گذشته رجوع کردیم و به فهرست بطلمیوس مراجعه نمودیم (ستاره قطبی در مرتبه سوم قدر قرار داشت). اما خب شما می دانید که وی اشتباه کرده بود.»
ترنر معتقد است که میزان فاصله ای که فضاپیمای هیپارکوس به دست آورده (۴۳۰ سال نوری) اشتباه است. وی براساس قدر ظاهری و مطلق ستارگان نزدیک ستاره قطبی، اعتقاد دارد که ستاره قطبی تنها ۳۰۰ سال نوری از زمین فاصله دارد.
بطلیموس در حدود ۲۰۰۰ سال پیش می زیست و به لوازم دقیق کنونی در علم ستاره شناسی دسترسی نداشت، اما مشاهده تفاوت میان قدر دو و سه، چندان مشکل نیست. حتی فردی که تا به حال هفت ستاره دب اکبر را ندیده است، می تواند ستاره ای با قدر سه را از بقیه آن ها که قدر دو دارند، تشخیص دهد.
کتابی که گوینان طی سفرش به ایران یافت، وی را متقاعد ساخت که ستاره قطبی در گذشته کم نورتر بوده است. وی این چنین می گوید: «من سخنرانی کوچکی در مورد انواع ستارگان متغیر انجام داده ام و اشاره ای نیز به ستاره قطبی کردم، یکی از ستاره شناسان حاضر به نام [دکتر] یوسف ثبوتی به فهرستی که توسط عبدالرحمن صوفی (۹۰۳- ۹۸۶)، ستاره شناس برجسته ایرانی تهیه شده بود، اشاره کرد. اندازه گیری های وی در مورد ستاره های صورت فلکی خرس کوچک بسیار بهتر از اندازه گیری های بطلمیوس بودند. (اندازه های آن ها بسیار به اندازه های کنونی آن نزدیک تر بود) و ستاره قطبی نیز به عنوان ستاره با قدر سه فهرست شده بود.»
گوینان نمی داند که چه چیز باعث تغییر در ستاره قطبی می شود. وی می گوید: « تغییر در دوره و نور بسیار سریع تر از آن چیزی است که به وسیله نظریه استاندارد تحول ستاره ای پیش بینی می شود. من فکر می کنم که این ستاره تحت تاثیر نوعی تغییر داخلی است.»
اما همه افراد بر سر این موضوع که ستاره قطبی به مرور درخشان تر می شود، توافق ندارند. دیوید ترنر، ستاره شناس کانادایی در این مورد نظر دیگری دارد. طبق مطالعات او، ستاره شناسی آلمانی به نام ژولیوس اشمیت مقدار نور این ستاره را در دهه ۱۸۵۰ همین مقدار کنونی اندازه گیری کرده و گزارش داده است.
علاوه بر این، ترنر معتقد است که میزان فاصله ای که هیپارکوس به دست آورده (۴۳۰ سال نوری) اشتباه است. ترنر براساس قدر ظاهری و مطلق ستارگان نزدیک ستاره قطبی، که گروه کوچکی تشکیل داده و ستاره قطبی ممکن است جزیی از آن به نظر آید، معتقد است که ستاره قطبی تنها ۳۰۰ سال نوری از زمین فاصله دارد. بر طبق گفته های ترنر، هیپارکوس فواصل دیگر را نیز به اشتباه انداخته است که معروف ترین آن ها فاصله تا خوشه پروین است. ترنر اعتقاد دارد که ستاره قطبی از یک ستاره آبی رشته اصلی، مانند ستاره قلب الاسد، به یک ستاره ابرغول زرد رنگ تبدیل شده است که با تبدیل شدن به یک غول قرمز باید از یک فاز ضربانی عبور کرد. این گونه ستارگان نسبت به دیگر قیفاووس ها نایاب ترند زیرا که تکامل آن ها سریع تر است؛ اما ترنر اظهار می دارد که این موضوع تغییرات اخیر در دوره ستاره قطبی و افزایش دامنه آن را توضیح می دهد. به نظر وی، دوره ستاره قطبی در حال افزایش است چرا که خود ستاره نیز در حال بزرگ تر و قرمزتر شدن است (و بالاخره روزی به طور کلی از ضربان باز خواهد ایستاد). با این حال تاکنون هیچ کس قادر به شناسایی یک رنگ ثابت یا تغییر دما نبوده است، بنابراین هیچ کس نمی داند که آیا ستاره قطبی در حال قرمزتر یا آبی تر شدن است.
خوشبختانه، راه های ساده ای برای حل بسیاری از این اختلاف ها وجود دارد. هارواردبوند، از موسسه دانش تلسکوپ فضایی در بالتیمور همراه با همکارانش، با استفاده از سنسورهای هدایتگر دقیق تلسکوپ فضایی هابل در نظر دارند تا اختلاف منظر دقیق ستاره قطبی را اندازه بگیرند. این کار نهایتا به تایید و یا رد فاصله هیپارکوس منجر خواهد شد. فاصله دقیق تلسکوپ هابل مشخص خواهد نمود که آیا ستاره قطبی همان طور که ترنر معتقد است یک ضرباندار بنیادی است یا آن طور که گوینان فکر می کند یک ضرباندار فرعی است و اگر ستاره واقعا در حال درخشان تر شدن باشد، تنها چند سال بیشتر طول نخواهد کشید تا رصدها و مشاهدات این موضوع را نشان دهند.
نویسنده: کن کراسول
برگردان: آزاده استکی
به نقل از: ماهنامه آسمان شب
تنظیم برای تبیان: م.ح.اربابی فر