تم العثور على أبطأ نجم نيوتروني في مقبرة كونية

قد تكون إشارة الراديو النابضة غير العادية المنبثقة من "مقبرة نجمية" دليلاً على وجود فئة جديدة من النجوم النيوترونية ، وفقًا لفريق دولي من العلماء. تأتي إشارة النجم النابض من نجم نيوتروني عمره 53 مليون عام يدور مرة واحدة كل 76 ثانية - مما يجعل هذا النجم النيوتروني أبطأ دوران لوحظ على الإطلاق. تم تعيين النجم PSR J0901-4046 وتم العثور عليه بواسطة ميركات تلسكوب راديو في جنوب افريقيا.

النجم النيوتروني هو جسم كتلته شبيهة بالشمس ، ولكن تم سحقه بفعل الجاذبية إلى قطر يبلغ حوالي 20 كم. يتم الحفاظ على الزخم الزاوي عندما يتم ضغط النجم ، مما يعني أن سرعة دوران النجم تزداد - تمامًا مثل كيفية تسريع متزلج على الجليد عندما تسحب ذراعيها.

النجوم النيوترونية الدوارة معروفة جيدًا ببث حزم من موجات الراديو التي تظهر كنبضات للمراقبين على الأرض. تتم عملية الانبعاث الراديوي بواسطة دوران النجم ، ويؤدي هذا النقل للطاقة في النهاية إلى إبطاء الدوران إلى النقطة التي من المتوقع أن تتوقف فيها الانبعاثات.

نبضات غير متوقعة

"ما يثير الدهشة في هذا الاكتشاف أنه يوجد في مقبرة النجوم النيوترونية. وهذا ما يجعلها مميزة " مانيشا كاليب في جامعة سيدني ، الذي كان الباحث الرئيسي في المشروع. لا نتوقع أي نبضات إذاعية في هذه المنطقة. لقد فتح هذا الاكتشاف منطقة كاملة غير مستكشفة حيث لم نكن قد بحثنا عن النجوم النيوترونية من قبل ".

"هذا هو أبطأ نجم نيوتروني معروف حتى الآن" ، يضيف كالب ، المؤلف الرئيسي لورقة بحثية في طبيعة علم الفلك  الذي يصف الاكتشاف. "حقيقة أنه يصدر موجات الراديو تتحدى فهمنا لكيفية تقدم النجوم النيوترونية."

أبطأ نجم نيوتروني رُصد سابقًا تبلغ مدته 23.5 ثانية ، مما يعني أن هذا الاكتشاف الجديد أبطأ بنحو ثلاث مرات. يبدو أن PSR J0901-4046 يحتوي على ما لا يقل عن سبعة أنواع مختلفة من النبضات بعضها دوري بشدة. هذا التنوع في أنواع النبض هو شيء يقول الباحثون إنه لم يسبق رؤيته من قبل.

نبضات شبه دورية

"لا يوجد نجم نيوتروني آخر معروف يظهر هذا التنوع. يمكن أن يكون نوع النبض "شبه الدوري" ناتجًا عن الاهتزازات الزلزالية أو اهتزازات النجم النيوتروني - والتي يمكن أن تكون أدلة مهمة لآلية الانبعاث التي تنتج هذه الدفقات "، كما يقول كالب. "هذه بداية فئة جديدة من النجوم النيوترونية. كيف أو ما إذا كانت تتعلق بالفئات الأخرى لم يتم استكشافها بعد. "

يوضح كاليب ، الذي كان يعمل سابقًا في جامعة مانشستر ، أن الملاحظة تضمنت أكثر من القليل من الحظ الجيد. وقالت: "حقيقة أن المصدر يعمل فقط لحوالي 0.5٪ من فترة الدوران يعني أننا كنا محظوظين جدًا لأن الشعاع قد تقاطع مع الأرض". "ربما نفتقد مجموعة كاملة من هذه الأشياء التي لم نكن نعلم بوجودها حتى الآن."

"النجوم النابضة هي نجوم نيوترونية تنبعث منها حزم من الإشعاع من أقطابها المغناطيسية التي تجتاح الأرض أثناء دورانها ، مما يسمح لعلماء الفلك باكتشافها كسلسلة من النبضات المنتظمة ،" طبيعة علم الفلك ورقة وعالم الفيزياء الفلكية بجامعة أكسفورد ، إيان هيوودوقال عالم الفيزياء. "يمكننا استخدام التلسكوبات الراديوية لضبط توقيت دوران هذه النجوم النيوترونية بدقة متناهية ، مما يجعل النجوم النابضة مصادر مصادفة للغاية لاختبار العديد من جوانب الفيزياء الفلكية والفيزياء الأساسية."

عارض وأساسي

يضيف هيوود أن اثنين من الأشياء الأساسية التي يمكن للباحثين ملاحظتها حول النجوم النيوترونية هما معدل دورانها ومعدل تباطؤ هذا الدوران.

يقول: "تتنبأ النظريات حول النجوم النيوترونية بأنه بالنسبة لبعض التوليفات من هاتين القيمتين ، سيتوقف البث الراديوي وستختفي الحزم". "حقيقة أننا نرى انبعاثًا لاسلكيًا من هذا الجسم مع فترة الدوران الطويلة هذه يتحدى بعض هذه النظريات."

يشير هيوود إلى أن قيم معدل الدوران والتباطؤ PSR J0901-4046 - يشار إليه تقنيًا باسم مساحة المعلمة - تميزه كشيء جديد.

يوضح هيوود: "تشغل فئات مختلفة من النجوم النيوترونية النابضة مناطق متميزة تمامًا من فضاء المعلمات ، وهذا الاكتشاف يدفع نحو مناطق لا تحتوي على أي فئة معروفة من النجوم النيوترونية". ربما لم تكن فئة جديدة من النجوم النيوترونية ، لكن فهمنا للسكان المعروفين حاليًا غير مكتمل. في كلتا الحالتين ، يشكك هذا الاكتشاف في فهمنا لهذا النوع من الأشياء ".

يقول الباحثون أنه من خلال الاستفادة الكاملة من البيانات من MeerKAT ومن خلال الجمع بين تقنيات المراقبة لمشروعي MeerTRAP و ThunderKAT للتلسكوب ، فإنهم يأملون في البحث عن المزيد من الأشياء مثل PSR J0901-4046.

ويخلص كالب إلى أن "العثور على المزيد من هذه النجوم النيوترونية يمكن أن يكون أمرًا حيويًا لفهمنا لتجمعات النجوم النيوترونية في المجرة".