چند كوتوله‌ی سفید

ستاره ‌های كوتوله سفید گوی‌های كوچكی هستند به اندازه زمین كه در حجمی از آن‌ها به اندازه یك انگشتانه، چندین تن مواد ستاره‌ای جا گرفته است. آن‌ها نیمسوز‌های در حال موت‌اند؛ آخرین بقایای ستارگان كم جرمی نظیر خورشید خودمان‌اند. ماده كوتوله سفید، با چگالی بسیار زیادش، خود به حد كافی عجیب است، ولی در كوتوله‌های سفید خواص ستاره‌ای دیگری نیز با مقادیر فرین یافت می‌شود. در سال گذشته چندین گروه مختلف وجود خواصی با مقادیر فرین را در این اجرام محرز كرده‌اند، از جمله: بالاترین دماها، قوی‌ترین میدان‌های مغناطیسی و احتمالاً كمترین درخشندگی در میان كلیه ستاره‌های منفرد عادی.
چند درصدی از ستاره‌های كوتوله سفید میدان‌های مغناطیسی فوق‌العاده شدیدی دارند كه گستره شدت آن‌ها از چند مگاگاؤس تا چند صد مگاگاؤس است (مقایسه كنید با میدان مغناطیسی در سطح زمین كه 3ر0 گاؤس است). میدان مغناطیسی این ستاره‌ها ترازهای انرژی اتم‌های سطح آن‌ها را آشفته می‌كند، كه در نتیجه طیف ستاره تغییر می‌كند و تفسیر آن با اشكال مواجه می‌شود. بر مبنای محاسبات رفتار عنصر وافر هیدروژن در میدان‌های مغناطیسی شدید، دو گروه برآورد كردند كه اولین كوتوله سفید مغناطیسی كه كشف شده است (ستاره‌ای موسوم به گرینویچ 8247 ⃘ 70+) میدانی به شدت 300 مگاگاؤس دارد. گاری اشمیت و همكارانش در دانشگاه آریزونا شیئی موسوم به 234+1031PG را به عنوان یك كوتوله سفید مغناطیسی با میدانی از این هم شدید‌تر، یعنی بیش از 500 مگاگاؤس، شناسایی كردند. در بعضی موارد دوره دوران كوتوله‌های سفید مغناطیسی را می‌توان تعیین كرد، زیرا وقتی در اثر دوران ستاره، نواحی مختلف آن با شدت‌های مغناطیسی مختلف در میدان دیده قرار می‌گیرند نقش طیف و قطبش ستاره تغییر می‌كند. اختلاف عجیبی كه میان این دو ستاره مغناطیسی وجود دارد آن است كه 234+1031PG نسبتاً سریع دوران می‌كند. طوری كه هر 3 ساعت و 24 دقیقه یك بار می‌چرخد، در صورتی كه برای 8247⃘ 70+Grw دست كم دو قرن طول می‌كشد تا یك بار به دور خود بچرخد (در پنجاه سال گذشته طیف آن تغییری نكرده است). این میدان‌های مغناطیسی از میدان‌های شناخته شده در هر یك از سایر انواع ستارگان كم‌و‌بیش معمولی به مراتب قوی‌ترند. تنها میدان‌های شناخته شده قوی‌تر آن‌هایی هستند كه در تپ اخترها وجود دارند (1012 گاؤس).
در سال گذشته دمای دو ستاره كه در میان ستاره‌های منفرد معمولی بالاترین دماها را دارند، به طور خیلی دقیق تعیین شد. ستاره موسوم به 65+1504 H اولین بار به عنوان هفتمین چشمه از لحاظ روشنایی در آسمان پرتو ایكس نرم به وسیله مساحی پرتو ایكس تمام آسمانی ماهواره 1-HEAO كشف شد.
در دنباله تحقیقات، این چشمه به عنوان ستاره بسیار آبی كمسویی شناسایی شده؛ با طیف بسیار غریبی كه از مرئی تا فرابنفش به تندی افزایش می‌یابد. لازمه اینكه چنین ستاره كمسویی در پرتو ایكس این قدر روشن باشد، آن است كه دمای آن K160000 باشد، بدین ترتیب، این ستاره داغ‌ترین كوتوله سفیدی است كه تا به حال شناخته شده است. ولی ویژگی غریب اصلی این ستاره ممكن است تركیب آن باشد. اغلب ستاره‌ها حاوی هیدروژن و هلیوم‌اند، ولی در این ستاره هیچ نشانی از این دو عنصر كه در ستاره‌ها خیلی فراوان‌اند یافت نمی‌شود. این ستاره ممكن است ستاره پرهلیوم بسیار داغی باشد، آن‌قدر داغ كه خطوط طیفی هلیوم دیده نمی‌شوند. به احتمال قوی‌تر این یك ستاره كربنی – اكسیژنی منحصر به فرد است؛ بقایای ستاره غول سرخی است كه پوشش خود را از دست داده و مغز سوزان هسته‌ای خود را بر ملا ساخته است.
برای ستاره مركزی سحابی سیاره‌ای 2440 NGC، كه چیزی نمانده تا به كوتوله سفید تبدیل شود، دمایی محرز شده است كه از K160000 هم بالاتر است. دست كم در بعضی موارد، اگر نگوییم در تمام آن‌ها، ستاره‌هایی كه در حال كوتوله سفید شدن هستند با ابری از گاز فروزان احاطه شده‌اند كه این ابر آخرین باقی‌مانده‌های پوشش خارجی ستاره در حال موت است. این ابر گازی را سحابی سیاره‌ای نامیده‌اند، زیرا هنگامی كه در تلسكوپ دیده می‌شود به یك سیاره شباهت دارد. برای تعیین تعداد فوتون‌های پرانرژی گسیل شده از ستاره مركزی می‌توان از سحابی استفاده كرد، زیرا این فوتون‌ها موجب می‌شوند كه سحابی در اثر فلؤرسانی نور گسیل كند. آترون، ری، و پوتاش با استفاده از دوربین وسیله بار جفتیده (CCD) واقع در كانون تلسكوپ مشترك انگلیس – استرالیا، برای اولین بار موفق شدند روشنایی مرئی ستاره مركزی 2440NGC را اندازه‌گیری كنند. ستاره مركزی بسیار كمسو است. تنها شش بار روشن‌تر از كمسوترین ستاره قابل رؤیت در مساحت‌های بزرگ – مقیاس آسمان است. چنین شئ كمسویی اگر قرار باشد سحابی قابل رؤیتی را به وجود بیاورد، واقعاً می‌بایست خیلی داغ – در این مورد تقریباً K350000 – باشد.
ركورد دیگری كه مكمل این مجموعه دماهای بالا و ركوردشكن است كشف ستاره كوتوله سفیدی است كه یكی از سردترین و تاریك‌ترین ستاره‌های شناخته شده است و حتی ممكن است سردترین همه ستاره‌ها باشد. این ستاره طی یك برنامه ابر نواختریابی در دانشگاه شیلی كشف شد. رویز، مازا، ویشنیوسكی، و گونزالز این شئ را كه موسوم به 8ER است، به علت آنكه بسیار كمسو است و بسیار سریع در آسمان حركت می‌كند، به عنوان یك شئ غریب شناسایی كردند. طیف این ستاره عموماً شبیه است به طیف‌های دو كوتوله سفید بسیار سرد دیگر كه دمای آن‌ها در حدود K4000 است. كمسویی و حركت ویژه سریع این ستاره حاكی از آن است (البته به طور قطعی اثبات نمی‌كند) كه احتمالاً دمای آن از این هم كمتر است، و این یعنی كه درخشندگی این ستاره باید از هر ستاره دیگری كمتر باشد. كوتوله‌های سفید بسیار سردی مانند 8ER سردترین ستاره‌ها نیستند، ولی به دلیل اندازه كوچكشان، كمترین درخشندگی را دارند.
با كشف این موجودات غریب در – به اصطلاح – باغ‌وحش اختر فیزیكی پرسش‌هایی درباره منشأ و تكامل انواع كوتوله‌های سفید، كه به طور غریبی با هم متفاوت‌اند، مطرح می‌شود. مشخصات فرینی بعضی كوتوله‌های سفید حاكی از آن است كه برای مواجه با معماهای جدید، لزومی ندارد كه حتماً اشیائی را كشف كنیم كه از بیخ و بن جدید باشند.