ناسا الفضائية مرصد شاندرا للأشعة السينية لقد شاهدوا “فوضى” من النجوم النابضة العنكبوتية وهي تلتهم رفيقهم النجوم في الكتلة الكروية أوميغا قنطورس. يمكن أن تساعد هذه البيانات العلماء على فهم أفضل لكيفية قيام النجوم النيوترونية سريعة الدوران، والتي سميت على اسم العناكب التي تلتهم أقرانها، بتآكل النجوم المحيطة بها بأشعة مكثفة من الإشعاع.
تم العثور على النجوم النابضة العنكبوتية الخمسة في هذه الفوضى – الفوضى هي الاسم الذي يطلق على تجمع متقارب من العناكب – مركزة في قلب أوميغا سنتوري، وهو تجمع ضخم يضم حوالي 10 ملايين نجم يقع على بعد 17700 كيلومتر. سنة ضوئية من أرض. تم اكتشافها في الأصل من قبل العلماء باستخدام التلسكوبات الراديوية باركس وميركات، الذين حددوا مجموعة من 18 نجمًا نيوترونيًا سريع الدوران أو “النجوم النابضة بالمللي ثانية”.
حدد باحثون من جامعة ألبرتا في كندا الخماسية من النجوم النابضة العنكبوتية في بيانات التلسكوب الراديوي بعد فترة وجيزة من إدراكهم أن 11 من أصل 18 كانت تطلق إشعاعات سينية. كانت تلك علامة على أن شيئًا ما قد حدث. لذلك، لفهم نظائر الأرملة السوداء الكونية بشكل أفضل، قام الفريق بمقارنة النجوم النابضةبيانات راديوية لملاحظات تشاندرا بالأشعة السينية لـ 26 نجمًا نابضًا عنكبوتيًا في 12 مجموعة كروية أخرى.
متعلق ب: العثور على 300 نجم نيوتروني منفجر بأشعة جاما في كميات هائلة – وبعضها عبارة عن “نجوم نابضة عنكبوتية”
“الفقس” من النجوم الميتة
مثل كل النجوم النيوترونية، تولد النجوم النابضة العنكبوتية عندما ينفد وقود النجوم الضخمة ولا يمكنها الاستمرار الاندماج النووي في قلوبهم. يؤدي هذا إلى إنهاء التدفق الخارجي للطاقة التي دعمت النجم ضد الضغط الداخلي الخاص به جاذبية لملايين أو حتى مليارات السنين.
عندما تنفجر الطبقات الخارجية للنجم المحتضر (التي يستمر فيها الاندماج النووي) إلى الخارج بالتزامن مع انفجارات المستعرات الأعظم، فإن النوى النجمية التي تتراوح كتلتها بين ضعف ومرتين كتلة الشمس تنهار بسرعة إلى عرض حوالي 12 ميلاً (20 كيلومترًا). هذا الانهيار يفرض الإلكترونات و البروتونات معا، خلق بحر من النيوترونات — جزيئات محايدة توجد عادة في قلب الذرات – وهي كثيفة للغاية حيث أن ملعقة كبيرة منها تزن أكثر من مليار طن (900 مليار كيلوجرام). وهذا يعادل وزن جبل إيفرست.
وبعيدًا عن إعطاء النجوم النيوترونية الجزء “النيوتروني” من اسمها، فإن الانهيار له تأثيران مهمان آخران. تمامًا مثلما يزيد المتزلج الذي يرسم أذرعه من سرعة دورانه، فإن الانخفاض السريع في نصف قطر هذه النوى النجمية الميتة يؤدي إلى دورانها، مما يسمح لبعضها بالدوران مئات المرات في الثانية. النتائج؟ النجوم النابضة بالميلي ثانية. حتى أن بعض النجوم النابضة بالميلي ثانية تدور بسرعة كبيرة 700 مرة في الثانية.
بالإضافة إلى ذلك، يؤدي انهيار الجاذبية إلى تماسك خطوط المجال المغناطيسي في المنطقة، مما يؤدي إلى تكثيف قوة المجال المغناطيسي للنجوم النيوترونية إلى آلاف المرات من قوة المجال المغناطيسي للنجوم النيوترونية. المجال المغناطيسي للأرض. وبالتالي، تطلق هذه المجالات المغناطيسية نفاثات من المادة تولد حزمًا من الإشعاع؛ تكتسح هذه الحزم الكون النجم النيوتروني يدور. فكر في “المنارات الكونية”.
هذه النجوم النيوترونية الدوارة هي التي تسمى النجوم النابضة. وعندما تنفجر حزم الإشعاع النابضة تلك المحيطة بالنجوم، تسمى هذه الظاهرة “النجوم النابضة العنكبوتية”.
هذه العملية التدميرية ممكنة لأن النجوم النابضة العنكبوتية عادة ما تكون مفصولة عن رفاقها بمسافة صغيرة – حوالي 14 ضعف المسافة بين الأرض والقمر. يسمح هذا القرب النسبي للجسيمات النشطة المنبعثة من النجوم النابضة بالتهام النجوم المرافقة لها.
الحمر الكونية مقابل الأرامل السود
تنقسم النجوم النابضة العنكبوتية إلى فئتين فرعيتين أخريين تحت عنوان العناكب والتي تعتمد على فرائسها. تعمل النجوم النابضة العنكبوتية “Redback” على تدمير النجوم المرافقة التي تتراوح كتلتها بين 10% و50% منها. الشمسبينما تدمر النجوم النابضة العنكبوتية “الأرملة السوداء” النجوم الأصغر حجمًا التي تقل كتلتها عن 5% من كتلة الشمس.
لكن في التحقيق الجديد الذي أجراه الفريق، أكد الباحثون وجود اختلاف آخر بين النجوم النيوترونية ذات الظهر الأحمر والأرامل السوداء.
ووجدوا أن النجوم النابضة ذات الظهر الأحمر أكثر سطوعًا في الأشعة السينية من النجوم النابضة للأرملة السوداء. هذه هي المرة الأولى التي يتم فيها ربط كتلة النجوم التي تلتهمها النجوم النابضة العنكبوتية بالإشعاع الذي يمضغها بعيدًا.
ويرتبط هذا التأثير بالجسيمات المتدفقة من النجوم النابضة التي تصطدم برياح المواد المتدفقة من النجوم المرافقة، مما ينتج عنه موجات صادمة تولد الأشعة السينية – الإشعاع الذي يؤدي إلى تآكل هذه النجوم والضوء الذي يكتشفه تشاندرا. ويبدو أن النجوم الأكبر حجما تخلق موجات صادمة تولد المزيد من الأشعة السينية. وهذا ما يجعل ذوات الظهر الأحمر أكثر سطوعًا في ضوء الأشعة السينية من الأرامل السود، حسبما يقول الفريق.
قصص ذات الصلة:
– يواجه التلسكوبان الفضائيان هابل وشاندرا التابعان لناسا تخفيضات محتملة في الميزانية: تقرير
– قد يفسر نوع جديد من النجوم النابضة كيفية تطور أنظمة “الأرملة السوداء” الغامضة
– استمع إلى أغنية النجم النابض “الأرملة السوداء” وهي تدمر رفيقك
يعد تشاندرا بحد ذاته عنصرًا حاسمًا في دراسة النجوم النابضة العنكبوتية وغيرها من النجوم النابضة بالميلي ثانية لأن رؤيته الحساسة للأشعة السينية يمكنها التمييز بين هذه المصادر وغيرها من مصادر الأشعة السينية في العناقيد الكروية، وهي تجمعات من النجوم مرتبطة ببعضها البعض عن طريق الجاذبية وتتزايد كثافتها باتجاه نقطة مركزية.
ويتجلى هذا بشكل خاص في أوميغا قنطورس، حيث العديد من النجوم النابضة ميلي ثانية المكتشفة مزدحمة بشكل وثيق بمصادر أخرى للأشعة السينية غير ذات صلة.
سيتم نشر بحث الفريق قريبًا في عدد ديسمبر من مجلة الإشعارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية. تتوفر نسخة ما قبل الطباعة في مستودع الورق arXiv.