يمكن أن تؤدي Supernova “الأمطار” إلى نجوم ميتة غامضة في ظروف غامضة

عند الشراء من خلال روابط على مقالاتنا ، قد يكسب المستقبل وشركاء المشاركة في العمولة.

في الكون تكمن بقايا النجمية الميتة التي تسمى النجوم النيوترونية ، وتكتسب هذه النجوم حقول مغناطيسية قوية للغاية عندما يتم إخراج المسألة خلال وفاتهم السوبرنوفا المتفجرة تجاههم. يقول العلماء إن اكتشاف هذه الآلية الشبيهة بالدينامو يمكن أن يحل لغز ما يسمى “المغناطيسية ذات المجال المنخفض”.

المغناطيس هي نجوم نيوترون مع أقوى الحقول المغناطيسية في الكون ، وغالبًا ما تكون مئات تريليونات المرات أقوى من غلاف المغناطيسي في الأرض.

المغناطيسية ذات المجالات المنخفضة ، التي تم اكتشافها لأول مرة في عام 2010 ، هي بقايا رائعة تشبه الحقول المغناطيسية حوالي 10 إلى 100 مرة من المغناطيسية “الكلاسيكية”. كانت أصولهم لغزًا – حتى الآن.

أجرى الفريق وراء البحث الجديد عمليات محاكاة رقمية متقدمة لنمذجة التطور المغناطيسي والحراري لنجوم النيوترون.

كشف هذا عن عملية تشبه الدينامو التي يمكن أن تسمح لنجم النيوترون بتطوير مجال مغناطيسي أضعف على سطحه مما يظهر حول المغناطيس النموذجي.

تتضمن هذه العملية موادًا مرموقة Supernova التي تتساقط إلى الداخل خلال مرحلة “Proto-Neutron Star” لتطور هذه البقايا النجمية. تُعرف النتيجة باسم Tayler-Spruit Dynamo.

وقال أندريه إيغوشييف ، قائد فريق البحث وعالم في كلية الرياضيات والإحصاءات والفيزياء بجامعة نيوكاسل: “تم اقتراح هذه الآلية من الناحية النظرية منذ ما يقرب من ربع قرن من الزمان ، ولكن لم يتم استنساخها مؤخرًا فقط باستخدام محاكاة الكمبيوتر”.

ولادة “النجوم الميتة” معقدة

يتم إنشاء نجوم النيوترون عندما تنقذ النجوم بأكثر من 10 أضعاف كتلة الشمس التي تستخدم إمدادات الوقود المستخدمة للانصهار النووي في نوىها.

ينتج عن هذا النواة النجمية ، التي لديها أكثر من 1.4 أضعاف كتلة الشمس (ما يسمى حد تشاندراسيخار) ، ينهار تحت جاذبيته الخاصة.

هذا يرسل موجات صدمة ترتفع إلى الخارج إلى الطبقة العليا من النجم ، مما أدى إلى انفجار ضخم رائع ينفجر هذه الطبقات ومعظم كتلة النجمة المحتضرة. يشار إلى هذا الانفجار على أنه supernova collapse.

هذا يترك النواة ، وهو نجم بروتو نوترون ، في عملية أن تصبح بقايا ممتازة على مستوى 12 ميلًا (20 كيلومترًا) كثيفة للغاية ، إذا تم إحضارها إلى الأرض ، فإن ملعقة صغيرة من مسألةها المكونة 10 ملايين طن.

الانهيار السريع لهذه النوى النجمية له عواقب أخرى ، أيضا. مثل المتزلج على الجليد يرسم ذراعيهم لزيادة سرعة الدوران ، يمكن أن “انهيار النجوم النيوترونية” يمكن أن “تدور” هذه الأشياء لدرجة أن البعض قادر على الدوران حتى 700 مرة في الثانية.

بالإضافة إلى ذلك ، يجبر الانهيار الأساسي خطوط المجال المغناطيسي معًا ، مما يزيد من قوة الحقول المغناطيسية للنجوم الميتة.

هذا يترك بقايا نجمي كثيفة للغاية ، تدور بسرعة ، محاطة بقذيفة من المواد المصبوبة.

ومع ذلك ، يمكن أن تعود هذه المادة في النهاية إلى نقطة المنشأ ، مما تسبب في أن يصبح النجم النيوتروني أكثر تطرفًا وغير عادي.

وقال إيغوشييف: “يولد نجوم النيوترون في انفجارات سوبرنوفا”. “تتم إزالة معظم الطبقات الخارجية للنجم الضخم أثناء الفواصل الفائقة ، لكن بعض المواد تراجع ، مما يجعل النجم النيوتروني يدور بشكل أسرع.”

أوضح Igoshev أن الأبحاث السابقة أظهرت أن هذه العملية تلعب دورًا مهمًا للغاية في تكوين مجال مغناطيسي عبر آلية Tayler-Spruit Dynamo.

يُعتقد أن آلية Tayler-Spruit Dynamo تقوم بتحويل الزخم الزاوي للبلازما إلى الحقول المغناطيسية داخل النجم النيوتروني. هذا مشابه لكيفية تحويل الديناميات الميكانيكية على الأرض إلى الطاقة الحركية إلى طاقة كهربائية.

وقال إيغوشييف: “المجال المغناطيسي الذي يتكون من خلال هذه الآلية معقد للغاية مع حقل داخلي داخل النجم وهو أقوى بكثير من المجال الخارجي”.

القصص ذات الصلة:

– قد يساعد النهج الجديد العلماء على رؤية داخل نجم نيوترون

– يمكن أن تكشف النجم الميت “مواطن الخلل” عن أصول رشقات الراديو السريعة

– أثقل نجم النيوترون الذي لاحظه على الإطلاق هو تمزيق رفيقه

يعتزم Igoshev الآن إنشاء مجموعة أبحاث جديدة في جامعة نيوكاسل لمواصلة التحقيق في الحقول المغناطيسية القوية والمعقدة والغامضة لنجوم النيوترون.

تم نشر بحث الفريق في 4 فبراير في مجلة Nature Astronomy.