تصور الفنان لتوهج أشعة غاما من 1806-2020 SGR. حقوق الصورة: NASA. انقر للتكبير
إن انفجارًا هائلاً على نجم نيوتروني في منتصف الطريق عبر مجرة درب التبانة ، وهو أكبر انفجار تم تسجيله على الإطلاق في الكون ، يجب أن يسمح لعلماء الفلك لأول مرة باستقصاء الأجزاء الداخلية لهذه الأجسام النجمية الغامضة.
أفاد فريق دولي من علماء الفيزياء الفلكية ، تمشيطًا من خلال بيانات من القمر الصناعي للأشعة السينية التابع لناسا ، مستكشف توقيت الأشعة السينية روسي ، في عدد 20 يوليو من مجلة Astrophysical Journal Letters أن الانفجار أنتج اهتزازات داخل النجم ، مثل جرس رنين ، تولد تقلبات سريعة في الأشعة السينية التي تنبعث منها في الفضاء. تحتوي نبضات الأشعة السينية هذه ، المنبعثة خلال كل دورة سبع ثوان بواسطة النجم سريع الدوران ، على اهتزازات تردد الزلازل الضخمة للنجم النيوتروني.
مثلما يستكشف الجيولوجيون الجزء الداخلي للأرض من الموجات الزلزالية التي تنتجها الزلازل وعلماء الفلك الشمسي يدرسون الشمس باستخدام موجات صدمة تنتقل عبر الشمس ، فإن تقلبات الأشعة السينية المكتشفة من هذا الانفجار يجب أن توفر معلومات مهمة حول البنية الداخلية للنجوم النيوترونية.
"كان هذا الانفجار أشبه بضرب النجم النيوتروني بمطرقة عملاقة ، مما جعله يرن مثل الجرس؟" قال ريتشارد روتشيلد عالم الفيزياء الفلكية في مركز الفيزياء الفلكية وعلوم الفضاء بجامعة كاليفورنيا وأحد مؤلفي تقرير المجلة. السؤال الآن ، ماذا يعني تواتر تذبذبات النجم النيوتروني؟ النغمة التي يصدرها جرس الرنين؟
هل يعني أن النجوم النيوترونية هي مجرد مجموعة من النيوترونات معبأة معًا؟ أم أن النجوم النيوترونية لديها جزيئات غريبة ، مثل الكواركات ، في مراكزها كما يعتقد العديد من العلماء؟ وكيف تطفو قشرة النجم النيوتروني فوق قلبها الزائد؟ هذه فرصة نادرة لعلماء الفيزياء الفلكية لدراسة الجزء الداخلي من النجم النيوتروني ، لأن لدينا في النهاية بعض منظري البيانات الذين يمكنهم مضغه. آمل أن يتمكنوا من إخبارنا بكل ما يعنيه هذا.
هزت أكبر الزلازل النجمية النجم النيوتروني بسرعة لا تصدق ، وتهتز النجم بسرعة 94.5 دورة في الثانية. "هذا قريب من تردد المفتاح الثاني والعشرين للبيانو ، F حاد ،" قال توماسو بيلوني ، العضو الإيطالي في الفريق الذي قام بقياس الإشارات.
اكتشف الفريق الدولي - بقيادة GianLuca Israel ، Luigi Stella و Belloni من المعهد الوطني الإيطالي للفيزياء الفلكية - التذبذبات من البيانات التي تم استردادها بعد يومين من عيد الميلاد بواسطة روسي X-Ray Timing Explorer ، وهو قمر صناعي مصمم لدراسة تقلب X - انبعاثات الأشعة من المصادر النجمية. بدأت التذبذبات الغريبة التي اكتشفها الباحثون بعد ثلاث دقائق من انفجار عملاق على نجم نيوتروني ، أطلق لمدة عشر ثوانٍ فقط طاقة أكثر مما تنبعثه الشمس في 150.000 سنة. ثم تراجعت التذبذبات تدريجياً بعد حوالي 10 دقائق.
النجوم النيوترونية هي نوى المادة الكثيفة سريعة الدوران التي تنتج عن الانهيار الساحق لنجم استنفد كل وقوده النووي وانفجرت في حدث كارثي يعرف باسم المستعر الأعظم. الانهيار سحق لدرجة أن الإلكترونات تضطر إلى النواة الذرية وتتحد مع البروتونات لتصبح نيوترونات. المجال الناتج من النيوترونات كثيف جدًا - يحزم كتلة الشمس في كرة قطرها 10 أميال فقط - بحيث تزن ملعقة من مادتها مليارات الأطنان على الأرض.
تنتج معظم ملايين النجوم النيوترونية في مجرتنا درب التبانة حقولًا مغناطيسية أقوى تريليون مرة من تلك الموجودة في الأرض. لكن علماء الفيزياء الفلكية اكتشفوا أقل من اثني عشر نجمًا نيوترونيًا مغناطيسيًا فائقًا يسمى "المغناطيسية". مع المجالات المغناطيسية أكبر ألف مرة - قوية بما يكفي لتجريد المعلومات من بطاقة ائتمان على مسافة نصف القمر.
هذه المجالات المغناطيسية الشديدة قوية بما يكفي لأنها أحيانًا تحصر قشرة النجوم النيوترونية ، مسببة "زلازل النجوم" التي تؤدي إلى إطلاق أشعة جاما ، وهي شكل أكثر نشاطًا من الإشعاع من الأشعة السينية. ومن المعروف أن أربعة من هذه المغناطيسات تفعل ذلك فقط ويطلق عليها "مكررات غاما اللينة؟" أو SGRS ، من قبل علماء الفيزياء الفلكية لأنها تشتعل بشكل عشوائي وتطلق سلسلة من رشقات موجزة من أشعة غاما.
SGR 1806-20 ، التسمية الرسمية للنجم النيوتروني الذي انفجر وأرسل أشعة سينية تتدفق عبر المجرة في 27 ديسمبر 2004 - تنتج وميضًا أكثر من أي شيء تم اكتشافه على الإطلاق خارج النظام الشمسي - هو واحد منهم. كان الفلاش ساطعًا لدرجة أنه أعمى جميع أقمار الأشعة السينية في الفضاء للحظة وأضاء الغلاف الجوي العلوي للأرض.
يشك علماء الفيزياء الفلكية في أن انفجار أشعة غاما والأشعة السينية من هذا الانفجار الكبير بشكل غير عادي يمكن أن يأتي من مجال مغناطيسي ملتوي للغاية يحيط بالنجم النيوتروني الذي انقطع فجأة ، مما يخلق زلزال عملاق على النجم النيوتروني.
"كان السيناريو على الأرجح مشابهًا لفرقة مطاطية ملتوية انكسرت أخيرًا وأطلقت خلال هذه العملية كمية هائلة من الطاقة؟" قال روتشيلد. مع إطلاق الطاقة هذا ، من المفترض أن المجال المغناطيسي المحيط بالمغناطيسي كان قادرًا على الاسترخاء إلى تكوين أكثر استقرارًا.
تم الكشف عن وميض الطاقة في 27 ديسمبر من قبل العديد من الأقمار الصناعية الأخرى التابعة لناسا والأوروبية وتم تسجيله بواسطة التلسكوبات الراديوية حول العالم. لقد كان بالفعل موضوعًا للعديد من الأوراق العلمية التي تم نشرها في الأشهر الأخيرة.
"هذا المفاجئ المفاجئ والمثير للدهشة لهذا التوهج العملاق ، والذي سيساعدنا على معرفة المزيد عن طبيعة المغناطيسات والمكونات الداخلية للنجوم النيوترونية؟" قال روتشيلد ، "يؤكد أهمية وجود الأقمار الصناعية والتلسكوبات مع القدرة على تسجيل الظواهر غير العادية وغير المتوقعة في الكون.؟"
الأعضاء الآخرون في الفريق الدولي هم بيير جورجيو كاسيلا ، سيمون دال أوسو ، وماسيمو بيرسيك من المعهد الوطني الإيطالي للفيزياء الفلكية. يوئيل ربيلي من جامعة كاليفورنيا في سان فرانسيسكو وجامعة تل أبيب ؛ دوان غروبر ، الذي كان يعمل سابقًا في جامعة كاليفورنيا سان دييغو والآن في مؤسسة يوريكا العلمية في أوكلاند ، كاليفورنيا ؛ وناندا ريا من المعهد الوطني لأبحاث الفضاء في هولندا.
المصدر الأصلي: UCSD News Release
إليك رابط لأكبر النجوم في الكون.
