أصبحت النجوم الأكثر تطرفًا في الكون أكثر غموضًا وغير متوقعة.
اندهش العلماء عندما شاهدوا نجمًا نيوترونيًا “ميتًا” يتمتع بأحد أقوى المجالات المغناطيسية في الكون يعود إلى الحياة بشكل غير متوقع. إن إعادة تنشيط هذا النجم النيوتروني عالي المغناطيسية أو “النجم المغناطيسي” لا يتوافق مع الفهم الحالي لهذه الأجرام السماوية الغريبة.
اكتشف الفريق عودة هذا النجم المغناطيسي من الموت عندما رصدوا إشارات راديوية غريبة من أقرب نجم مغناطيسي معروف للأرض، XTE J1810-197، الواقع على بعد حوالي 8000 سنة ضوئية، وذلك باستخدام منظمة الكومنولث الأسترالية للبحوث العلمية والصناعية (CSIRO). ) تلسكوب باركس الراديوي، موريانغ.
من المعروف أن معظم النجوم المغناطيسية تبعث ضوءًا مستقطبًا، وهو ضوء ذو موجات موجهة في اتجاه واحد معين. تظهر النتائج التي توصل إليها الفريق أن ضوء هذا النجم المغناطيسي مستقطب بشكل دائري، ويبدو وكأنه حلزوني أثناء تحركه عبر الفضاء. وهذا ليس غير متوقع فحسب، بل إنه أيضًا غير مسبوق على الإطلاق.
متعلق ب: انفجارات نجم نيوتروني “مصاص دماء” مرتبطة بطائرات تسافر بسرعة قريبة من الضوء
وقال ماركوس لوير، قائد الفريق والعالم في CSIRO، في بيان: “على عكس الإشارات الراديوية التي رأيناها من النجوم المغناطيسية الأخرى، فإن هذا النجم ينبعث منه كميات هائلة من الاستقطاب الدائري المتغير بسرعة”. “لم نر شيئا مثل هذا من قبل.”
XTE J1810-197 متطرف حتى بالنسبة للنجم المغناطيسي
لم نر شيئًا كهذا من قبل”.
تولد النجوم المغناطيسية، مثل جميع النجوم النيوترونية، عندما تموت النجوم الضخمة. عندما تستنفد هذه النجوم وقودها من أجل الاندماج النووي للهيدروجين وتحويله إلى الهيليوم في قلبها، تنقطع الطاقة التي دعمتها ضد الدفع الداخلي لجاذبيتها.
مع انتهاء لعبة شد الحبل بين الجاذبية والضغط الإشعاعي بعد ملايين السنين، يتم إطلاق الطبقات الخارجية للنجم إلى الخارج عن طريق انفجار مستعر أعظم، مما يؤدي إلى فقدان النجم المحتضر للغالبية العظمى من كتلته.
وهذا يترك نواة نجمية تتراوح كتلتها بين ضعف أو ضعف كتلة الشمس، وتنهار إلى عرض يبلغ حوالي 12 ميلاً (20 كيلومترًا)، أي ما يعادل حجم مدينة متوسطة على الأرض. ونتيجة لذلك، فإن المادة التي يتكون منها النجم النيوتروني كثيفة جدًا لدرجة أنه إذا أحضرنا ملعقة صغيرة منها إلى الأرض، فسوف تزن 10 ملايين طن.
يؤدي الانهيار السريع للنواة أيضًا إلى زيادة معدل دوران النجم النيوتروني بشكل كبير، تمامًا مثل المتزلج على الجليد الذي يسحب ذراعيه لزيادة دورانه ولكن على نطاق أكبر بكثير. وهذا يعني أن بعض النجوم النيوترونية المتكونة حديثًا يمكن أن تدور بسرعة تصل إلى 700 مرة في الثانية.
إن انهيار هذا النواة النجمية له نتيجة أخرى. يتم ضغط خطوط المجال المغناطيسي للنجم المحتضر معًا، مما يؤدي إلى تكثيف قوة المجال المغناطيسي. ونتيجة لذلك، تتمتع بعض النجوم النيوترونية بمجالات مغناطيسية أقوى بمقدار كوادريليون (1 متبوعًا بـ 15 صفرًا) من المجال المغناطيسي للشمس. وهذا يؤهل هذه النجوم النيوترونية لفئتها الخاصة، النجوم المغناطيسية.
يعد اكتشاف نبضات الموجات الراديوية من النجوم المغناطيسية أمرًا نادرًا للغاية، حيث يعد XTE J1810-197 مجرد واحد من عدد قليل من النجوم المغناطيسية المعروفة التي تنتجها. شوهد XTE J1810-197 لأول مرة وهو ينبعث منه موجات الراديو في عام 2003، ولكن بعد ذلك صمت هذا النجم المغناطيسي لأكثر من عقد من الزمن.
وشوهد النجم المغناطيسي وهو يصدر موجات راديو مرة أخرى في عام 2018 بواسطة تلسكوب لوفيل الذي يبلغ طوله 76 مترًا التابع لجامعة مانشستر في مرصد جودريل بانك. وأعقب ذلك مرصد موريانغ، الواقع في مقاطعة ويرادجوري، أستراليا، والذي ظل يرصد XTE J1810-197 منذ ذلك الحين.
على الرغم من أن هذه الملاحظة غير متوقعة تمامًا، إلا أن الفريق لديه فكرة عن سبب توليد هذا النجم المغناطيسي لمثل هذه الانبعاثات غير العادية.
وقال لوير: “تشير نتائجنا إلى وجود بلازما شديدة الحرارة فوق القطب المغناطيسي للنجم المغناطيسي، والتي تعمل كمرشح استقطابي”. “لم يتم تحديد مدى قيام البلازما بذلك بالضبط.”
تم تجهيز تلسكوب Murriyang الذي يبلغ طوله 64 مترًا بجهاز استقبال متطور واسع النطاق، صممه مهندسو CSIRO، وهو حساس للغاية للتغيرات في السطوع والاستقطاب عبر نطاق واسع من الترددات الراديوية. ويساعد ذلك في جمع قياسات دقيقة لمجموعة من الأجرام السماوية، وخاصة النجوم المغناطيسية.
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
ويأمل الباحثون أن تساعد الملاحظات المستمرة لـ XTE J1810-197 مع Murriyang في تقديم نظرة ثاقبة لمجموعة من الظواهر المتطرفة والقوية وغير العادية المرتبطة بالمغناطيس، مثل ديناميكيات البلازما، وانفجارات الأشعة السينية وأشعة جاما، ومن المحتمل أن تكون سريعة. رشقات نارية الراديو.
ونُشر بحث الفريق في مجلة Nature Astronomy.