اكتشف علماء الفلك أبطأ نجم نيوتروني يدور على الإطلاق ويطلق موجات راديوية؛ يستغرق الأمر ما يقرب من ساعة لإكمال الدورة الكاملة.
قد يبدو ذلك سريعًا إلى حد ما، لكن من المعروف أن هذه النجوم الميتة تدور بسرعة كبيرة لدرجة أن بعضها يمر بـ 700 دورة كاملة في كل مرة ثانية. حتى أن أكثر النجوم النيوترونية التي ينبعث منها راديوًا والتي يبلغ عددها حوالي 3000 نجمًا، أو “النجوم النابضة”، التي تم اكتشافها حتى الآن، أكملت دورة كاملة في ثانية أو نحو ذلك.
ومع ذلك، فإن هذا النجم النيوتروني المتميز، والمسمى ASKAP J1935+2148، ويقع على بعد 16000 سنة ضوئية من الأرض، ينبعث منه ضوء راديوي بمعدل بطيء جدًا بحيث لا يتناسب حتى مع النظريات الحالية التي تصف سلوك هذه البقايا النجمية الكثيفة.
“في دراسة النجوم النيوترونية التي ينبعث منها الراديو، اعتدنا على التطرف، ولكن هذا الاكتشاف لنجم مدمج يدور ببطء شديد وما زال يصدر موجات الراديو كان غير متوقع،” قال بن ستابرز، عضو الفريق الذي يقف وراء “إنه يوضح” أن دفع حدود مساحة البحث لدينا مع هذا الجيل الجديد من التلسكوبات الراديوية سيكشف عن مفاجآت تتحدى فهمنا.”
متعلق ب: ترتبط انفجارات النجوم النيوترونية “مصاصة الدماء” بالطائرات التي تسافر بسرعات قريبة من الضوء
النجوم النيوترونية تتقدم في العمر برشاقة
تولد النجوم النيوترونية مثل ASKAP J1935 + 2148 عندما تنفد النجوم الضخمة التي تبلغ كتلتها حوالي ثمانية إلى 10 أضعاف كتلة الشمس من الوقود اللازم للاندماج النووي داخل قلوبها. يؤدي هذا إلى إنهاء ضغط الإشعاع الخارجي الذي دعم النجم لملايين (وأحيانًا مليارات) السنين ضد الدفع الداخلي لجاذبيته.
وبمجرد توقف هذا التدفق الخارجي للطاقة، ينهار قلب النجم، مما يؤدي إلى انفجار مستعر أعظم يؤدي إلى تفجير طبقاته الخارجية وأغلب كتلته. والنتيجة النهائية هي بقايا نجمية تبلغ كتلتها ما بين مرة إلى مرتين كتلة الشمس مضغوطة بعرض يبلغ حوالي 12 ميلاً (20 كيلومترًا).
إن الولادة المفاجئة لهذا النجم النيوتروني تجبر الإلكترونات على التحول إلى بروتونات، مما يخلق بحرًا من النيوترونات كثيفة جدًا لدرجة أنه إذا تم إحضار ملعقة كبيرة من مادة الجسم إلى الأرض، فإنها ستزن ما يصل إلى مليار طن – تقريبًا نفس وزن جبل قمة افرست. ولكن هذا ليس كل شيء. وللانهيار نتيجة خطيرة أخرى أيضا.
تمامًا كما يقوم المتزلج على الجليد هنا على الأرض بسحب أذرعه لزيادة السرعة التي يدور بها بسبب الحفاظ على الزخم الزاوي، فإن الانخفاض السريع في عرض النواة النجمية يعني أن الأمثلة الشابة لهذه النجوم الميتة يمكن أن تدور بشكل أسرع من النجوم الميتة. شفرات الخلاط.
تمتلك النجوم النيوترونية الشابة أيضًا بعضًا من أقوى المجالات المغناطيسية في الكون المعروف، مما يجعلها تبث موجات راديوية شديدة التوافق من أقطابها. وبينما تدور هذه النجوم النيوترونية، تكتسح حزمها الكون، مما يجعل النجوم النابضة أشبه بالمنارات السماوية.
ومع ذلك، مع تقدم النجوم النيوترونية في العمر، يتباطأ دورانها، ولم تعد قادرة على تشغيل انبعاثاتها الراديوية الشبيهة بالمنارة. وهذا ما يجعل ASKAP J1935 + 2148، الذي تم رصده لأول مرة باستخدام التلسكوب الراديوي ASKAP الموجود في مرصد مورشيسون لعلم الفلك الراديوي في غرب أستراليا، صعبًا للغاية لفك تشفيره. يشير الدوران البطيء لهذا النجم النيوتروني إلى تقدمه في السن، لكنه بطريقة ما لا يزال يبث موجات الراديو.
وقالت قائدة الفريق مانيشا كالب من معهد علم الفلك بجامعة سيدني في بيان: “من غير المعتاد إلى حد كبير اكتشاف نجم نيوتروني مرشح يصدر نبضات راديوية بهذه الطريقة. وحقيقة أن الإشارة تتكرر بهذه الوتيرة البطيئة أمر غير عادي”. . “الأمر المثير للاهتمام هو كيف يعرض هذا الجسم ثلاث حالات انبعاث متميزة، لكل منها خصائص مختلفة تمامًا عن الأخرى.”
وأضاف العالم أن الهوائيات الراديوية الـ 64 للتلسكوب الراديوي MeerKAT في جنوب إفريقيا لعبت دورًا حيويًا في التمييز بين حالات الانبعاث هذه.
وتابع كاليب: “لو لم تنشأ الإشارات من نفس النقطة في السماء، لما كنا نعتقد أنها نفس الجسم الذي ينتج هذه الإشارات المختلفة”.
لا يزال لدى الفريق أسئلة ملحة للإجابة عليها حول ASKAP J1935+2148، بما في ذلك الاحتمال الخارجي بأنه قد لا يكون نجمًا نيوترونيًا على الإطلاق!
لا تزال هناك فرصة لأن يكون ASKAP J1935+2148 قزمًا أبيض، وهو نوع من الجثة النجمية المدمجة التي تبقى عندما يموت قلب نجم أصغر، مثل الشمس. لإنتاج إشارة من النوع الذي تم رصده باستخدام التلسكوبات الراديوية ASKAP وMeerKAT، يجب أن يمتلك هذا القزم الأبيض المعزول مجالًا مغناطيسيًا قويًا للغاية.
لم يتم رؤية مثل هذه الأجسام من قبل في منطقة الفضاء التي يشغلها ASKAP J1935+2148. وهذا يعني أن هذا التفسير لا يبدو أنه يتناسب مع انبعاثات ASKAP J1935 + 2148 وكذلك النجم النيوتروني البطيء الدوران ذو المجالات المغناطيسية الشديدة.
قصص ذات الصلة:
– قد يساعد النهج الجديد العلماء على رؤية ما بداخل النجم النيوتروني
– “مواطن الخلل” في النجم الميت يمكن أن تكشف عن أصول رشقات الراديو السريعة
– أثقل نجم نيوتروني تم رصده على الإطلاق يقوم بتمزيق رفيقه
ومع ذلك، ستكون هناك حاجة إلى مزيد من الأبحاث لتأكيد الطبيعة الحقيقية لـ ASKAP J1935 + 2148 وتحديد ما إذا كان قزمًا أبيض خارجًا عن القانون أو نجمًا نيوترونيًا يخالف القواعد. ومهما كانت النتيجة، فإن النتائج ستتحدى فهمنا للمراحل الأخيرة من تطور النجوم.
واختتم كالب حديثه قائلاً: “قد يدفعنا ذلك إلى إعادة النظر في فهمنا المستمر منذ عقود للنجوم النيوترونية أو الأقزام البيضاء، وكيف تنبعث منها موجات الراديو، وما هو شكل مجموعاتها في مجرتنا درب التبانة”.
نُشر بحث الفريق يوم الأربعاء (5 يونيو) في مجلة Nature Astronomy.