ერთმანეთის გარშემო მოძრავმა ორმა უიშვიათესმა ვარსკვლავმა ასტრონომებს მათ მტვრიან კალთებზე სინათლის სათუთი დარტყმის შესწავლის უნიკალური შანსი მისცა.
ორმაგი (ბინარული) ობიექტი, სახელად WR 140, გარშემორტყმულია ჩაწყობილი მტვრის გარსების სერიებით, რომლებიც ნელ-ნელა გარეთ, კოსმოსში მიიწევენ არა მხოლოდ ორმაგი ვარსკვლავის ქარების გამო, არამედ თავად ვარსკვლავთა მიერ გამოყოფილი რადიაციის გამოც.
პირველად ისტორიაში, მეცნიერებმა ამ რადიაციის წნევის მოქმედებაში დაკვირვება შეძლეს; კეკის ობსერვატორიის გამოყენებით დააკვირდნენ გიგანტურ ჭავლს, რომელიც 16 წელიწადში ერთხელ ამოდის და კოსმოსისკენ მიიწევს.
ამან კი ახსნა ის, რასაც ჯეიმს ვების კოსმოსური ტელესკოპის ახალ სურათზე ვხედავთ — კაშკაშა ორმაგ ვარსკვლავს მანათობელი მტვრის გარსების შუაგულში.
„ძნელია დაინახო, როგორ იწვევს ვარსკვლავის სინათლე აჩქარებას, რადგან ეს ძალა მანძილთან ერთად მიილევა და მის ადგილს სწრაფად იკავებს სხვა ძალა“, — ამბობს კემბრიჯის უნივერსიტეტის ასტრონომი იუნო ჰანი.
მისი განცხადებით, აჩქარების იმ დონეზე დასანახად, რაზეც ის გაზომვადი ხდება, საჭიროა, რომ მატერია ახლოს იყოს ვარსკვლავთან, ანდაც რადიაციის წნევის წყარო უნდა იყოს განსაკუთრებით ძლიერი. WR 140 ორმაგი ვარსკვლავია, რომლის სასტიკი რადიაციული ველიც ამ ეფექტებს ძლიერ მუხტავს და მაღალი რეზოლუციის მონაცემებსაც გვაძლევს.
WR 140 ჩვენგან დაახლოებით 5600 სინათლის წლის მანძილზე, გედის თანავარსკვლავედის მიმართულებით მდებარეობს და უიშვიათესთა შორის უიშვიათესი ვარსკვლავია. ამ ტიპს უწოდებენ შეჯახების ქარიან ორმაგ ვარსკვლავებს და შედგება უკიდურესად იშვიათი ვოლფ-რაიეს ვარსკვლავისა და ცისფერი სუპერგიგანტი O-ტიპის კომპანიონისგან, რომელიც ასევე უიშვიათესი ობიექტია.
ვოლფ-რაიეს ვარსკვლავები ძლიერ ცხელი, კაშკაშა და ხანდაზმულია, იმყოფებიან მთავარი მიმდევრობის ეტაპის მიწურულს. უკვე მნიშვნელოვნად აქვთ ამოწურული წყალბადის მარაგი, მდიდარი არიან აზოტითა და ნახშირბადით, მაღალი მაჩვენებლით კარგავენ მასას. დაკარგული მასა მდიდარია ნახშირბადით, რომელიც ვარსკვლავთა რადიაციას შთანთქავს და ხელახლა გამოყოფს ინფრაწითელი რადიაციის სახით.
მეორე მხრივ, O-ტიპის ვარსკვლავები ჩვენთვის ცნობილი ერთ-ერთი ყველაზე მასიური ვარსკვლავებია, ასევე ძლიერ ცხელი და კაშკაშა; ვინაიდან ძლიერ მასიურები არიან, მათი სიცოცხლის ხანგრძლივობა წარმოუდგენლად ხანმოკლეა, სულ რაღაც რამდენიმე მილიონ წელიწადში კვდებიან.
WR 140 სისტემაში ორივე ვარსკვლავს სწრაფი ვარსკვლავური ქარები აქვს, რომლებიც კოსმოსში დაახლოებით 3000 კმ/წმ სიჩქარით მიჰქრის. შესაბამისად, ორივე მათგანი მასას საკმაოდ დიდი მაჩვენებლით კარგავენ. ეს საკმაოდ ნორმალურია. თუმცა, ვარსკვლავები ერთმანეთის გარშემო ელიფსურ, ოვალური ფორმის ორბიტაზე მოძრაობენ, რაც იმას ნიშნავს, რომ ისინი თანაბრად არ მოძრაობენ. ერთ მომენტში ისინი ერთმანეთთან ყველაზე ახლოს მიდიან (პერიასტრი), შემდეგ კი კვლავ ყველაზე შორ წერტილში ექცევიან (აპასტრი).
პერიასტრში ყოფნისას, მათი მძლავრი ვარსკვლავური ქარები ერთმანეთს ეჯახება, წარმოქმნიან შოკს და მტვრის გიგანტურ გარსს, რომელიც გარე მიმართულებით ფართოვდება. ვარსკვლავები ერთმანეთის გარშემო ერთ შემოვლას 7,94 წელს ანდომებენ, რაც იმას ნიშნავს, რომ თითოეული შემოვლისას, ყოველ 7,94 წელიწადში ერთხელ, თითო ახალი გარსი წარმოიქმნება. ასეთი პროგნოზირებადობის გამო, WR 140-ის მსგავსი ობიექტები მომაჯადოებელი სხეულებია მტვრის წარმოებისა და აჩქარების შესასწავლად.
თუმცა, შეიძლება შენიშნეთ, რომ გარსების ფორმა თავისებურია, ერთ მხარეს გამოწელილი. მხოლოდ ვარსკვლავური ქარებით ამის მიზეზის ახსნა რთული აღმოჩნდა.
„გარე ძალის არარსებობის გარეშე, მტვრის თითოეული სპირალი მუდმივი სიჩქარით უნდა ფართოვდებოდეს. თავიდან საგონებელში ჩავვარდით, რადგან დაკვირვებებს ჩვენი მოდელი ვერ მოვარგეთ, მაგრამ საბოლოოდ მივხვდით, რომ რაღაც ახალს ვხედავდით. მონაცემები ამას ვერ ხსნიდა, რადგან გაფართოების სიჩქარე მუდმივი არ იყო და სწრაფდებოდა.კამერით ეს პირველად დავაფიქსირეთ“, — ამბობს ჰანი.
თუმცა, არსებობს სხვა ახსნა — რადიაციის წნევა. ელექტრომაგნიტური რადიაცია — სინათლე — ახორციელებს ციცქნა წნევას მასზე, რასაც ურტყამს, რისი მიზეზიც ფოტონების მიერ ზედაპირისთვის იმპულსის გადაცემაა. ფოტონები იმდენად პატარა და უმასოა, რომ ეს ეფექტი ყოველდღიურ ცხოვრებაში არ ხდება; მაგრამ ვარსკვლავები დიდი ოდენობით მძლავრ რადიაციას გამოყოფენ. კოსმოსის ვაკუუმში, გაუფილტრავ სინათლეს შეუძლია მატერია წინ წასწიოს. სწორედ ეს პრინციპი უდევს საფუძვლად სინათლის იალქნის ტექნოლოგიას.
როდესაც ჯგუფმა WR 140-ისთვის შექმნილ მოდელში რადიაციის წნევა ჩართო, შესაძლებელი გახდა ორმაგი ვარსკვლავის გარშემო მტვრის გარსების თავისებური ფორმის წარმოქმნა.
„ყოველთვის ვიცოდით, რომ გარე მიმართულებით დინების მიზეზი ეს უნდა ყოფილიყო, მაგრამ ვერასოდეს ვიოცნებებდი რომ ამ გზით მოქმედი ფიზიკის ნახვის მომსწრე გავხდებოდი. როდესაც ახლა მონაცემებს ვუყურებ, ვხედავ, როგორ იშლება WR140-ის ჭავლი მტვრის გიგანტური იალქანივით. როდესაც ის ვარსკვლავიდან წამოსულ ფოტონთა ქარს იჭერს, ისე, როგორც იახტა იჭერს ქარს, მოულოდნელ ნახტომს აკეთებს წინ“, — ამბობს ავსტრალიის სიდნეის უნივერსიტეტის ასტროფიზიკოსი პიტერ ტუტჰილი.
ჯგუფის პუბლიკაცია Nature-ში გამოქვეყნდა, ჯეიმს ვების დაკვირვებების შესახებ კვლევა კი Nature Astronomy-ში.
მომზადებულია eurekalert.org-ისა და ScienceAlert-ის მიხედვით.
