SAYARI ILIYOZALIWA KUTOKA MAJIVU YA NYOTA YAKE

Nyota kama Jua inapomaliza mafuta yake, huvimba kuwa nyota kubwa, hupuliza tabaka zake za nje angani na kuacha nyuma kibete cheupe (white dwarf): kiini kizito kinachopoa polepole. Vibete vingi vyeupe huonyesha katika angahewa zao elementi nzito ambazo zingepaswa kuzama na kutoweka machoni ndani ya siku chache. Maelezo sasa yamethibitika vyema: vinameza mabaki ya miili ya kisayari iliyovunjika vipande vipande. Mabaki hayo hutofautiana, lakini kwa ujumla yanafanana na miamba ya Mfumo wetu wa Jua.

Sayari kwa kawaida huundwa wakati mmoja na nyota yao, katika diski ya gesi na vumbi inayoizunguka. Hizi ni sayari za kizazi cha kwanza. Kimsingi, sayari inaweza pia kuundwa baada ya nyota yake kufa, kutokana na mada ambayo nyota ilitupa nje. Sayari zinazozunguka pulsa kwa ujumla hudhaniwa kuwa za kizazi hiki cha pili. Hakuna iliyokuwa imetambuliwa kuzunguka kibete cheupe.

Mistari mia moja isiyoelezeka

HS 0209+0832 ni kibete cheupe chenye joto na kichanga, takriban nyuzi 35,800 usoni na kikiwa na takriban miaka milioni 5 tu tangu kianze kupoa, umbali wa parseki 82.6 hivi kutoka kwetu. Kwa muda mrefu kimekuwa cha ajabu. Angahewa yake ya hidrojeni ina takriban 1% ya heliamu, ambayo kwa halijoto hii ingepaswa kuzama ndani ya miezi. Na spektra ya urujuanimno iliyopigwa na Darubini ya Anga ya Hubble mwaka 1999 ilionyesha kaboni, alumini, silikoni, kalsiamu, titani, nikeli na zinki — pamoja na takriban mistari mia moja ambayo hakuna aliyeweza kuitambua.

Jamie Williams, Boris Gänsicke na wenzao kutoka Chuo Kikuu cha Warwick na taasisi nyingine nane walichambua upya spektra hizo za kumbukumbu kutoka Hubble, kutoka setilaiti ya urujuanimno FUSE na kutoka Very Large Telescope. Kwa data ya kisasa ya kiatomi, sehemu kubwa ya mistari ya fumbo iligeuka kuwa shaba na niobiamu — mistari 62 ya niobiamu pekee. Hakuna hata kimoja kati ya vibete vyeupe vingine 33 vyenye joto na uchafuzi vilivyoangaliwa na FUSE kinachoonyesha niobiamu.

Tajiri wa metali adimu, maskini wa miamba

Kisha timu ilikokotoa kile kinachoanguka kwenye nyota. Baadhi ya elementi hushikiliwa juu kwa kiasi na mwanga wa nyota yenyewe, jambo linalotatiza hesabu, kwa hiyo walijikita kwenye zile zisizoathiriwa hivyo. Matokeo hayalingani na kibete cheupe chochote kinachojulikana wala kimondo chochote:

• Elementi zilizo nzito kuliko chuma — zinki, shaba, niobiamu — zimeongezeka sana. Ikilinganishwa na kalsiamu, niobiamu ni nyingi zaidi ya mara elfu moja kuliko katika Jua.
• Chuma hakijagunduliwa, na silikoni inaonekana kwa chembechembe tu, ilhali vitu hivi viwili vinaunda takriban 48% ya uzito wa Dunia. Kuna nikeli zaidi ya mara mbili ya chuma, ilhali duniani nikeli ni takriban 5% ya chuma.
• Nitrojeni, oksijeni, fosforasi na salfa ni chache: hii si kometi ya barafu.

Alama ya vidole ya nyota inayokufa

Nyota kubwa zilizo karibu na mwisho wa maisha yao hutengeneza sehemu kubwa ya elementi za ulimwengu zinazojengwa kwa unasaji wa polepole wa nyutroni, “mchakato-s” — niobiamu ikiwa mojawapo. Kwa kutumia modeli 138 za nyota kama hizo, waandishi wanaonyesha kuwa pepo zao zinaweza kuongezewa niobiamu na strontiamu hadi mara mia moja, nikeli, shaba na zinki kwa kiasi cha wastani, na chuma au silikoni hata kidogo.

Hali wanayopendekeza: mwenzi wa karibu wa nyota ya asili alimezwa wakati wa awamu yake ya nyota kubwa. Ganda la nje la nyota lilitupwa nje na kuunda diski yenye wingi wa elementi za mchakato-s, ambamo sayari kubwa ilikua baadaye, karibu na kibete cheupe kilichozaliwa karibuni. Katika sayari ya kawaida, kinyume chake, hakuna mchakato unaojulikana ungeweza kuzalisha niobiamu nyingi kiasi hiki: miongoni mwa nyota 100 zilizopimwa niobiamu, uwiano wa juu zaidi kwa kalsiamu ni chini kwa zaidi ya mara 200 kuliko hapa.

Sayari iliyonaswa ikivukiza

Heliamu pia inawasili, na miili ya miamba haitoi heliamu. Waandishi wanahitimisha kuwa kibete cheupe huenda kinajilisha angahewa inayotoroka kutoka sayari kubwa iliyopashwa joto na mwanga wake mkali wa urujuanimno.

Data kutoka setilaiti ya TESS ya NASA inaongeza dalili: mng’ao wa mfumo hubadilika kwa 0.12% kwa kipindi cha siku 4.4, polepole zaidi sana kuliko jinsi vibete vyeupe huzunguka kwa kawaida. Hilo lingelingana na sayari inayozunguka kwa umbali wa vizio vya kiastronomia 0.044. Tafsiri mbili zinapendekezwa: mzunguko wa mchana–usiku wa sayari kubwa changa, ambayo bado ina joto, yenye upande wa mchana wenye ukungu, au mkia kama wa kometi wa gesi iliyovukizwa unaopita mbele ya nyota — jambo ambalo pia lingeweza kueleza kwa nini heliamu iliyopimwa inabadilika.

Kisicholingana bado

Waandishi wanaonyesha mafumbo kadhaa. Strontiamu inakosekana: kila modeli inatabiri strontiamu zaidi kuliko niobiamu, lakini hapa strontiamu ni adimu kwa zaidi ya mara mia moja. Niobiamu hata inazidi thamani ya juu kabisa katika modeli zao, na ziada ya nikeli juu ya chuma ni ngumu kueleza. Baadhi ya nyota zilizoongezewa mada ya nyota kubwa pia zinaonyesha niobiamu zaidi kuliko strontiamu, jambo linalodokeza mchakato ambao modeli zinaukosa; kemia katika angahewa ya sayari pia inaweza kupanga upya elementi. Hakuna aliyewahi bado kuunda modeli ya angahewa ya sayari ya kizazi cha pili.

Kitu hiki kinabaki kuwa mgombea. Ili kupata vingine, timu inapendekeza kutafuta alama hiyo hiyo katika spektra za urujuanimno za vibete vyeupe vyenye joto: kaboni nyingi na elementi za mchakato-s. Kugunduliwa kwa risasi kungebainisha muundo wa nyota ya asili.