ستاره اي بارز در آسمان به زودي براي هشتمين بار از سال 1821کم فروغ مي شود تا منجمان آماتور و حرفه اي با ابزار هاي ريز و درشت به کنکاش آن بپردازند . اينکه دقيقاً چه اتفاقي مي افتد هنوز آشکار نيست.
يکي از دستاوردهاي بزرگ قرن بيستم نظريه ي تحول ستاره ها بود؛فيزيک دانان نه تنها مشخص کردند ستاره ها به چه سبب مي درخشند ،بلکه نشان دادند منشأ آنها کجاست،چطور زندگي مي کنند ،تغيير و تحول مي يابند،و مي ميرند. هرچند ،اختر شناسان براي آزمايش اين نظريه در برابر واقعيت بايد جرم دقيق انواع ستاره ها را مشخص مي کردند و اين يعني تحليل حرکت هاي جفت هاي دوتايي . نظريه پردازان همچنين به قطر دقيق ستاره ها احتياج داشتند واين يعني تحليل منحني هاي نوري دوتايي هاي گرفتي به طور خاص. يک قرن پيش ،بزرگ ترين فيزيک دانان به شدت درگير مسئله ي تحليل دوتايي هاي گرفتي بودند . مقاله ي هنري نوريس راسل با عنوان «در باب تعيين مؤلفه هاي مداري ستاره هاي متغير گرفتي »که در سال 1912منتشر شد، زمينه را براي اتفاقات بعدي آماده کرد.
در همان سال اختر شناسي آلماني ،به نام هانس لودندورف ،مقاله اي درباره ي ستاره ي دوتايي گرفتي جالب توجه اپسيلون ـ ارابه ران منتشر کرد. همان طور که اخترشناسان بعدها در مي يافتند ،تغييرات روشنايي اين ستاره در سال هاي 1874و1903با نظريه ي دوتايي هاي گرفتي مغاير بود و اين خطر وجود داشت که همه ي کارها خراب شود . اپسيلون ـ ارابه ران که از قدر3 در نزديکي ستاره ي عيوق (آلفا ـ ارابه ران ) مي درخشد ،امروز يکي از حيرت آورترين ستاره هاي درخشان آسمان است و در برابر توضيحي کامل مقاومت مي کند.
اما شايد سرانجام پرده از راز اين ستاره برداشته شود. در مرداد امسال اين ستاره وارد گرفت بعدي خود مي شود که هر 27/1سال يک بار رخ مي دهد و دو سال طول مي کشد . اين بار اخترشناسان اميدوارند که سرانجام دريابند دقيقاً چه اتفاقي مي افتد و منجمان آماتور در اين تلاش ها با ثبت تغييرات نور ستاره نقش بسيار مهمي دارند.

تاريخي ديرينه
 

اين ستاره ي پرجرم ظاهراً ابرغولي آبي و عادي از رده ي طيفي F0 است که 2000سال نوري از ما فاصله دارد .اما به طور متناوب چيزي بخشي از آن را مي پوشاند . طي هر گرفت طولاني ،اين ستاره نصف روشنايي خود را از دست مي دهد و از قدر 3/0به 3/8مي رسد .اين تغييرات ،با کمي دقت ،براي چشم برهنه نيز آشکار است.
يوهان فريچ ،اختر شناسي آلماني،نخستين بار در سال 1821کم نور شدن اپسيلون ـ ارابه ران را گزارش کرد. در سال 1847فريدريش آرگلاندر و ادوارد هايس کم نورشدگي بعدي آن را با دقت کافي رصد کردند و ماهيت گرفتي اين منظومه ودوره ي تناوب بسيار بلندش را آشکار کردند. اين رصد گران همچنين متوجه تغييراتي کوچک تر (حدود 0/1قدر)با دوره ي کوتاه تر شدند که امروز اغلب به تپش هاي قيفاووسي گونه در ابرغول هاي رده ي طيفي F نسبت داده مي شود . اما من فکر مي کنم اين تغييرات ممکن است در واقع علتي بسيار متفاوت داشته باشند که شايد کليد درک ماهيت کل اين منظومه باشد.
گرفت هاي بعدي مطابق برنامه و در سال هاي 1874و1903رخ دادند. در سال 1928،با نزديک شدن گرفت بعدي ،هارلوشيپلي از رصد خانه ي هاروارد از روش راسل در تحليل دوتايي هاي گرفتي استفاده کرد . شيپلي به اين نتيجه رسيد که اين ستاره ي رده F قطري 100برابر قطر خورشيد (امروز عدد مورد قبول 300برابر قطر خورشيد است)دارد و نيز دريافت که همدم اين ستاره، که موجب گرفت مي شود ،هم جرم آن است (هنوز هم مورد تاييد است ). همدمي با اين همه جرم بايد هم نور همين ابر غول رده ي F بدرخشد. اما در طيف اين ستاره ي دوتايي اصلا هيچ نوري از اين همدم ثبت نشده است ! اين مشکل ،که با گرفت فوق العاده طولاني اما جزيي بدتر هم مي شود ،آن چيزي است که سبب شده اپسيلون ـ ارابه ران اين قدر اسرار آميز باشد.
طي گرفت سال 1930-1928دين مک لافلين و ديگران جا به جايي هاي دوپلري طيف سنجي اي را در آن آشکار کردند که نشان مي داد جرم عظيم چرخاني از مقابل اين ابرغول رده ي F مي گذرد. اين نشان دهنده ي نوعي ساختار قرص ـ شکل بود؛ مشابه جريان هاي گازي در ديگر منظومه هاي دوتايي بسيار نزديک به هم . با اين حال ستاره ي درون همدم پرجرم
خودش را نشان نداده است ؛اگر اصلا ستاره اي وجود داشته باشد.

بهترين ارزيابي امروز
 

دهه اي ازپي دهه ي ديگر ،بزرگ ترين اختر فيزيک دانان قرن بيستم سعي کردند اين رفتار را توجيه کنند . در سال 1937،جرارد کويي پر،اوتو استرووي ،و بنگت استرومگرن اين نظريه را اعلام کردند که «ستاره ي پوسته اي »عظيم و نيمه ـ شفافي موجب گرفت جزيي اين ابرغول رده ي F مي شود . الکترون هايي که بر اثر يونيده شدن گاز نيمه ي نورديده ي ستاره ي پوسته اي در محيط پراکنده شده اند سبب پخش نور ستاره و جزئي شدن اين گرفت مي شوند . اين مدل با رصدها
به طور کامل تأييد نشد.
در سال 1965،يکي از دانشجويان استرووي ،به نام سو ـ شو هوانگ ،مدلي ابتدايي را معرفي کرد که امروزه نيز مورد قبول است . به نظر هوانگ قرصي ناشفاف ،که تقريبا از لبه ديده مي شود، از جلو ميانه ي قرص اين ستاره عبور مي کند و بخش بالايي و پاييني قرص ستاره را ناپوشيده باقي مي گذارد که بدرخشد و ديده شود . مي دانيم که اين دوجرم با فاصله ي 27واحد نجومي از يکديگر ـ تقريبا فاصله ي نپتون از خورشيد ـ به دور هم مي گردند (اين فاصله از ترکيب دوره ي تناوب مداري و سرعت شعاعي ستاره در دو سوي مدارش دور مرکز جرم منظومه به دست آمده است ). اين يعني که شعاع اين قرص تا 10واحد نجومي است ـ بزرگتر از مدار مشتري.
مدل قرص هوانگ بسياري از وجوه رفتاري اين گرفت را توضيح مي دهد ،اما از گرفت سال هاي 1954-1956جزيياتي به دست آورده ايم که پرسش هاي بيشتري را بر مي انگيزد . در سال 1970،کلد يولدن کرن بيشتر اطلاعاتي را ،که آن زمان در دسترس بود ،خلاصه سازي کرد و متوجه وجوه حيرت انگيزي شد.
نخست اينکه در ميانه ي گرفت کمي روشنايي ستاره زياد شد .اين مي تواند نشان دهنده ي حفره اي در مرکز قرص باشد که ستاره مدتي از ميان آن مي درخشد. اما اگر مرکز قرص شفاف يا سوراخ است و ما از ميان آن مي بينيم،چرا ستاره ي دوم پرجرم را ،که بايد آن ميان بدرخشد ،نمي بينيم؟افزون بر اين ،درخشان شدگي مرکز در گرفت سال هاي 1954-1956از گرفت هاي قبلي بيشتر بود گويي که اين حفره پيش چشمان ما گسترده تر شده بود.
مدت گرفت نيز تغيير کرده بود. زمان کمترين نور به مدت 64روز افزايش يافته در حالي که کل مدت گرفت شامل فازهاي ورود تا خروج حدود 44روز کاهش يافته بود! يولدن کرن متوجه شد که تغييرات اندک 0/1قدري ستاره ممکن است قسمتي از اين موضوع را شرح دهد ،چرا که موجب برهم خوردن تاريخ آغاز و پايان هر مرحله از گرفت شده است . حتي در اين صورت هم ،به نظر مي رسد که چيز بيشتري در حال وقوع است.
گرفت سال هاي 1982-1984بيشتر و بهتر از همه ي گرفت هاي ديگر ،به دست نسل جديدي از رصد گران با ابزارهاي مدرن ،بررسي شد . با وجودي که جداسازي تغييرات کم دامنه از رويدادهاي واقعي گرفت آسان تر نبود ،گرايشاتي که مورد توجه يولدن کرن بود بيشتر شده بودند . درخشان شدگي مرکزي از هميشه قوي تر بود ،مدت زمان کم ترين نور طولاني تر بود و کم نور شدن و پرنور شدن قبل و بعد از گرفت سريع تر رخ داد. آشکار است که جسم ايجاد کننده ي گرفت در مقياس زماني فقط چند دهه مشخصاتش را تغيير مي دهد.
نظريه ي غالب امروز در اين باره که چرا ستاره ي دوم را نمي بينيم اين است که جرمش بين دو ستاره در مداري نسبتاً فشرده تقسيم شده است ؛هر کدام از اين ستاره ها متعلق به رشته ي اصلي و از رده ي طيفي B هستند. وجود چنين جفتي
جرم زياد و در عين حال درخشندگي بسيار کم در برابر ابرغول را توجيه مي کند. در واقع، ردپايي ضعيف از نور ستاره اي از رده ي طيفي B در طيف اين منظومه آشکار شده است که احتمالا، در حالي که خود ستاره ها پنهان اند ،نورشان توسط ابرهاي گاز و غبار پراکنده مي شود.
يک جفت ستاره در مرکز قرص همچون يک همزن برقي عمل مي کند و مرکز را پاک نگه مي دارد و احتمالا جلو مواد قرص را هم مي گيرد و نمي گذارد به سوي درون سرازير و ناپديد شوند ؛همان طور که معمولا قرص هاي پرجرم پيش سياره اي ناپديد مي شوند. مي توانيم فرض کنيم که به اين ترتيب اين قرص آنقدر پرجرم و چگال نگه داشته شده است که خرده سيارات مدام درون آن شکل مي گيرند و با هم برخورد مي کنند و پودر مي شوند و قرص هم در اين مرحله از زندگي اش گير کرده و نمي تواند يک منظومه ي سياره اي عادي بسازد.
زمان بندي گرفت اپسيلون ـ ارابه ران
آغاز گرفت :20مرداد 1388
آغاز کمترين نور :28دي 1388
ميانه ي گرفت :13مرداد 1389
پايان کمترين نور :28اسفند 1389
پايان گرفت :23ارديبهشت 1390
تاريخ ها تقريبي اند. هر سال از اواخر ارديبهشت تا اواسط تير ،بسته به عرض جغرافيايي رصدگر،اپسيلون ـ ارابه ران در فروغ خورشيد گم مي شود . هرچه عرض جغرافيايي بالاتر باشد براي رصد بهتر است تا 50درجه ي شمالي (بالاتر از اين عرض در خرداد و تير تاريکي کمي وجود دارد يا روشنايي مطلق است.)
اگر (چنان که داده هاي قطبش سنجي نشان مي دهند )ستاره ي دوتايي مرکزي اين قرص به نوعي نسبت به مدارش به دور ستاره ي اصلي متمايل باشد ،بخش هاي داخلي ،مياني ،و خارجي قرص نيز به ترتيب ممکن است با تمايلات متفاوتي پيچ و تاب خورده باشند ؛همان گونه که معمولا قرص هاي کهکشان ها پيچ و تاب خورده و متمايل است . شايد اين توجيه شکل ضخيم و سيگار ـ مانند وعجيب قرص حين گرفت ها باشد.

خارج از گرفت
 

من ،که در زمان گرفت قبلي در مرحله ي فوق دکتري در ناسا بودم ،فرصت يافتم با استفاده از ماهواره ي کاوشگر بين المللي فرابنفش(IUE) به بررسي اين ستاره کمک کنم و نيز کارگاه سال 1985را سازمان دهي کردم تا اخترشناسان نتايج
رصدهاي خودشان را در آنجا ارائه کنند. از آن زمان ،اپسيلون ـ ارابه ران به شگفت زده و نااميد کردن من ادامه داده است . هرچند ،با ابزارهاي نجومي امروز طي گرفتي که به زودي فرا مي رسد بايد بتوانيم معماي چالش برانگيز اين منظومه را حل کنيم.
از داده هايي که در سال هاي اخير جمع آوري شده بينشي کليدي به دست آمده است . ايل سئونگ نا از رصدخانه ي يون سي در کره ي جنوبي منحني نوري بسيار باارزشي را از بازه ي زماني خارج از گرفت در سال هاي 1984-1987منتشر کرده است . او دوره ي به ظاهر تناوبي 96روز را در تغييرات کم دامنه ي نور شناسايي کرد . منجم آماتوري ،به نام لوبويد ،در رصدخانه ي خصوصي خود در آريزونا از سال 1987با دقت اپسيلون ـ ارابه ران را زير نظر دارد و داده هاي او در دهه ي 1990نشان از تغييرات به ظاهر تناوبي سريع تري حدود 89روز دارد . آماتور ديگري به نام جف هاپکينز که يکي از بهترين ثبت هاي نورسنجي را از گرفت سال هاي 1982-1984از رصد خانه ي خصوصي خود در فونيکس آريزونا انجام داده است ،رصد هاي نورسنجي خود از اين ستاره را در سال 2003دوباره از سر گرفت . او دريافت که اين تغييرات به ظاهر تناوبي در بازه ي زماني 2003-2004با دوره اي 71روزه سريع شده بود. اين تغييرات در سال هاي 2007-2008سريع تر شد تا به دوره اي 65روزه رسيد.
پيش بيني از روي قرائن و شواهد هميشه با خطر اشتباه همراه است ،اما به اين ترتيب که پيش مي رود در چند دهه ي آينده تغييرات کم دامنه ي نور ممکن است خيلي سريع شوند که شايد نشان از سرنوشتي قريب الوقوع و مهم داشته باشند . با توجه به فاصله ي 2000سال نوري تا اپسيلون ـ ارابه ران اين اتفاق مهم همين حالا هم رخ داده است و ما فقط منتظريم تا نورش به ما برسد.
در همين حين ،داده هاي منتشر شده از چهار گرفت قرن بيستم نشان مي دهند که مدت زمان گرفت کلي به طور يکنواخت افزايش يافته است: از313روز در سال 1901تا445روز در سال 1983.اما مدت زمان کل گرفت از 727روز در سال 1901تا640روز در سال 1983کاهش يافته است . با اعتراف به نادقيق بودن پيش بيني بر اساس شواهد ،آيا ممکن است مراحل گرفت جزيي کلا در دهه هاي آينده ناپديد شوند ؟

آشفتگي هايي حاصل از سياره اي غول پيکر؟
 

من بر اين باورم که همه ي اين تغييرات را مي توان با کمک گرفتن از پيشرفت هاي اخير در مطالعات پيش ستاره ها و سيارات فراخورشيدي درک کرد؛مثلا مشتري هاي داغ. سيارات گازي بسيار نزديک به ستاره ي مادر در منظومه هاي سياره اي فراخورشيدي فراوان اند . به نظر مي رسد آنها پيش سياره هايي اند که در ميان قرصي پرجرم با حرکتي گردابي به سوي قرص مواد آتشين اطراف ستاره ي مرکزي رفته اند اما درست پيش از رسيدن به آن به طريقي در مداري کشندي به دام افتاده اند . اگر يک يا دو پيش مشتري داغ در ميان قرص مواد و در راه رفتن به سوي جرم مرکزي اپسيلون ـ ارابه ران باشند تا به درونش کشيده شوند (يا شايد هم به بيرون پرتاب شوند )،اين تغييرات بايد بر توزيع مواد در قرص اثر بگذارد.
شايد وجود يک مشتري داغ نوزاد در مارپيچ سريع و نهايي مرگ ،به همراه حلقه هايي از مواد آشفته ي قرص ،عامل تغييرات کم دامنه ي روشنايي و نيز کاهش دوره ي تناوب آن باشد . اگر چنين باشد ابرغول رده ي F را عاقبت مي توان پايدار دانست . اين تغييرات مرزهاي دروني و بيروني قرص مواد را دوباره تعريف و به اين ترتيب منحني نوري گرفت را دگرگون مي کنند. گرفت سال هاي 2009-2011(1388-1390)براي آزمايش اين ايده راه هاي مختلفي را پيش رو قرار مي دهد و اختر شناسان حرفه اي به کمک شما نياز دارند.

کارزار پيش رو
 

اختر شناسان حرفه اي ،با غنيمت شمردن اين فرصت نادر ،تلسکوپ هاي بزرگ را طي اين گرفت به سوي اپسيلون ـ ارابه ران نشانه مي روند تا طيف دقيقي با بهترين اطلاعات ممکن درباره ي بخش هاي اين منظومه ،حرکات ،دما و ترکيبات آنها تهيه کنند . اما به بيان ديگر ،امروز نسبت به سال 1983براي بررسي چنين ستاره ي درخشاني قابليت هاي کمتري داريم ـ زيرا درخشش اين ستاره مي تواند ابزارهاي مدرن و بسيار حساسي را ،که مخصوص رصد اجرام کم فروغ کيهاني طراحي شده اند ،«کور»کند .حل اين مشکل ،به ويژه در رديابي منحني نور اپسيلون ـ ارابه ران ،به دست منجمان آماتور ماهر ممکن است که با تلسکوپ هاي کوچک يا حتي عدسي هاي دوربين به نورسنجي هاي دقيق و با کيفيت دست مي زنند.
از جهات ديگر ،ما ابزارهاي جديد ايده آلي براي اين کار در اختيار داريم ؛از دوربين هاي ديجيتال گرفته تا تداخل سنج هاي عظيم با دهانه ي مؤثر صدها متر. من به همراه چندين همکار با استفاده از آرايه ي تداخل سنج موجود در رصد خانه ي پالومار قرص ابرغول رده ي F را تفکيک کرديم و متوجه شديم که قطر آن 2/3+-0/1ميلي ثانيه ي قوس است .هيچ نشانه اي از تغيير اندازه نيافتيم . گروه تداخل سنج ديگري در سال 2001دقيقا همين قطر را به دست آورده بودند.
در طي گرفت آينده بايد بتوان با روش تداخل سنجي مدل قرص تاريک را مستقيما آزمايش کرد ؛با ديدن سايه ي باريک قرص که از مقابل قرص ستاره مي گذرد و نصف کردن آن !البته اين در صورتي جواب مي دهد که مدل درست باشد. معمولا هنگامي که قرار است فناوري هاي جديد نتيجه بدهند طبيعت ما را شگفت زده مي کند ،بنابراين اين گرفت جالب خواهد بود.
افزون بر آرايه ي مؤثر تلسکوپ هاي بزرگ و مدرن ،فناوري مؤثري نيز وجود دارد که ممکن است در اختيار شما باشد ؛از جمله دوربين هاي تصويربردار ديجيتال. ارتشي از رصد گران با تلسکوپ هاي کوچک ،نورسنج ها يا دوربين هاي سي سي دي و DSLR و گاهي حتي طيف نگارها در جمع آوري بانک داده هاي علمي لازم براي تعريف دقيق اين گرفت مشارکت خواهند کرد. شما هم مي توانيد به آنها بپيونديد. رابط ايالات متحده در کميته ي سال جهاني نجوم گرفت اپسيلون ـ ارابه ران را پروژه ي کليدي «شهروند علم »يا Science Citizen
معرفي کرده است . انجمن آمريکايي رصد گران ستارگان متغير(AAVSO،معتبرترين مرکز در اين زمينه) همان طور که در جعبه ي زير شرح داده شده ،راهنمايي و هماهنگي هاي لازم را فراهم خواهد کرد.
اين گرفت مطابق پيش بيني ها بايد اواخر مرداد آغاز شود و در آذر /دي به مرحله ي کلي برسد. گرفت کلي قرار است در کل سال 2010ادامه داشته باشد و در اسفند 1389به پايان برسد و پس از آن هم ستاره از گرفت خارج مي شود و بهار آينده اش(1390) به روشنايي باز مي گردد. نمي خواهيم هيچ فرصتي را از دست بدهيم . اگر نتوانيم از گرفت امسال استفاده کنيم بايد تا سال 1415/2036براي گرفت بعدي صبر کنيم.
برگرفته از :SKY&Telescope May 2009
منبع:نجوم،شماره 186.