توسيع تصور الفنان لتوهج أشعة جاما من SGR 1806-20. رصيد الصورة: NASA انقر للتكبير
يجب أن يسمح انفجار هائل على نجم نيوتروني في منتصف الطريق عبر مجرة درب التبانة ، وهو أكبر انفجار من نوعه يتم تسجيله في الكون ، لعلماء الفلك لأول مرة بالتحقيق في الأجزاء الداخلية لهذه الأجسام النجمية الغامضة.
قام فريق دولي من علماء الفيزياء الفلكية ، بتمشيط البيانات من قمر ناسا للأشعة السينية ، روسي مستكشف توقيت الأشعة السينية ، بالإبلاغ في عدد 20 يوليو من مجلة Astrophysical Journal Letters أن الانفجار أنتج اهتزازات داخل النجم ، مثل جرس رنين ، تسببت في تقلبات سريعة في إشعاع الأشعة السينية المنبعث في الفضاء. نبضات الأشعة السينية هذه ، المنبعثة خلال كل سبع ثوانٍ من دوران النجم سريع الدوران ، احتوت على اهتزازات تردد الزلازل الهائلة للنجم النيوتروني.
بقدر ما يستكشف الجيولوجيون باطن الأرض من الموجات الزلزالية الناتجة عن الزلازل ويدرس علماء الفلك الشمسي الشمس باستخدام موجات الصدمة التي تنتقل عبر الشمس ، يجب أن توفر تقلبات الأشعة السينية المكتشفة من هذا الانفجار معلومات مهمة حول البنية الداخلية للنجوم النيوترونية.
'كان هذا الانفجار أشبه بضرب النجم النيوتروني بمطرقة عملاقة ، مما يجعله يرن مثل الجرس ،' قال ريتشارد روتشيلد ، عالم الفيزياء الفلكية في مركز الفيزياء الفلكية وعلوم الفضاء بجامعة كاليفورنيا وأحد مؤلفي تقرير المجلة. والسؤال المطروح الآن ، ما معنى تردد تذبذبات النجم النيوتروني؟ النغمة التي يصدرها الجرس الرنين؟
هل يعني ذلك أن النجوم النيوترونية هي مجرد مجموعة من النيوترونات متراصة معًا؟ أم أن النجوم النيوترونية لها جسيمات غريبة ، مثل الكواركات ، في مراكزها كما يعتقد العديد من العلماء؟ وكيف تطفو قشرة نجم نيوتروني فوق قلبه الفائق الميوعة؟ هذه فرصة نادرة لعلماء الفيزياء الفلكية لدراسة الجزء الداخلي من نجم نيوتروني ، لأن لدينا أخيرًا بعض البيانات التي يمكن للباحثين عن النظريات مضغها. آمل أن يكونوا قادرين على إخبارنا ماذا يعني هذا كله.؟
ال أكبر نجم ضربت الزلازل النجم النيوتروني بسرعة لا تصدق ، حيث اهتزت النجم بسرعة 94.5 دورة في الثانية. ؟ هذا قريب من تردد المفتاح الثاني والعشرين للبيانو ، F حاد ،؟ قال توماسو بيلوني ، وهو عضو إيطالي في الفريق قام بقياس الإشارات.
اكتشف الفريق الدولي - بقيادة جيانلوكا إسرائيل ولويجي ستيلا وبيلوني من المعهد الوطني الإيطالي للفيزياء الفلكية - التذبذبات من البيانات التي استعادها بعد يومين من عيد الميلاد بواسطة روسي إكس راي تيمينج إكسبلورر ، وهو قمر صناعي مصمم لدراسة X المتقلب. -انبعاثات أشعة من مصادر نجمية. بدأت التذبذبات الغريبة التي وجدها الباحثون بعد ثلاث دقائق من انفجار عملاق على نجم نيوتروني أطلق ، لمدة عُشر ثانية فقط ، طاقة أكثر مما تبثه الشمس في 150000 سنة. ثم تنحسر التذبذبات تدريجياً بعد حوالي 10 دقائق.
النجوم النيوترونية هي نوى المادة الكثيفة التي تدور بسرعة والتي تنتج عن الانهيار الساحق لنجم استنفد كل وقوده النووي وانفجر في حدث كارثي يُعرف باسم المستعر الأعظم. يكون الانهيار ساحقًا لدرجة أن الإلكترونات تجبر على الدخول إلى نواة الذرة وتتحد مع البروتونات لتصبح نيوترونات. إن الكرة الناتجة من النيوترونات كثيفة للغاية - تحزم كتلة الشمس في كرة قطرها 10 أميال فقط - لدرجة أن ملعقة من مادتها تزن بلايين الأطنان على الأرض.
تنتج معظم ملايين النجوم النيوترونية في مجرتنا درب التبانة مجالات مغناطيسية أقوى تريليون مرة من تلك الموجودة على الأرض. لكن علماء الفيزياء الفلكية اكتشفوا أقل من دزينة من النجوم النيوترونية المغناطيسية فائقة الارتفاع ، تسمى 'النجوم المغناطيسية'. بمجالات مغناطيسية أكبر بألف مرة - قوية بما يكفي لتجريد المعلومات من بطاقة الائتمان على مسافة في منتصف الطريق إلى القمر.
هذه الحقول المغناطيسية الشديدة قوية بما يكفي في بعض الأحيان لتشبك قشرة النجوم النيوترونية ، مسببة 'زلازل نجمية'. ينتج عنها إطلاق أشعة جاما ، وهي نوع من الإشعاع أكثر نشاطًا من الأشعة السينية. ومن المعروف أن أربعة من هذه النجوم المغناطيسية تفعل ذلك بالضبط ويطلق عليها اسم 'مكررات جاما الناعمة'. أو SGRS ، من قبل علماء الفيزياء الفلكية لأنها تشتعل بشكل عشوائي وتطلق سلسلة من الدفقات القصيرة من أشعة جاما.
SGR 1806-20 ، التعيين الرسمي للنجم النيوتروني الذي انفجر وأرسل أشعة سينية تتدفق عبر المجرة في 27 ديسمبر 2004 - منتجة وميضًا أكثر إشراقًا من أي شيء تم اكتشافه خارج النظام الشمسي؟ كان الفلاش ساطعًا لدرجة أنه أعمى جميع أقمار الأشعة السينية في الفضاء للحظة وأضاء الغلاف الجوي العلوي للأرض.
يعتقد علماء الفيزياء الفلكية أن انفجار أشعة غاما والأشعة السينية من هذا الانفجار الكبير غير المعتاد قد يكون ناتجًا عن مجال مغناطيسي شديد الالتواء يحيط بالنجم النيوتروني الذي انقطع فجأة ، مما تسبب في حدوث زلزال عملاق على النجم النيوتروني.
'ربما كان السيناريو مشابهًا لشريط مطاطي ملتوي انكسر أخيرًا وأطلق خلال هذه العملية قدرًا هائلاً من الطاقة ،' قال روتشيلد. مع إطلاق الطاقة هذا ، من المفترض أن المجال المغناطيسي المحيط بالنجم المغناطيسي كان قادرًا على الاسترخاء إلى تكوين أكثر استقرارًا.
تم اكتشاف وميض الطاقة في 27 ديسمبر بواسطة العديد من الأقمار الصناعية الأخرى التابعة لوكالة ناسا والأقمار الصناعية الأوروبية وتم تسجيله بواسطة التلسكوبات الراديوية حول العالم. لقد كان بالفعل موضوع العديد من الأوراق العلمية المنشورة في الأشهر الأخيرة.
'الحدوث المفاجئ والمفاجئ لهذا التوهج العملاق ، والذي سيساعدنا في معرفة المزيد عن طبيعة النجوم المغناطيسية والتركيب الداخلي للنجوم النيوترونية ،' قال روتشيلد ، 'يؤكد أهمية وجود أقمار صناعية وتلسكوبات قادرة على تسجيل ظواهر غير عادية وغير متوقعة في الكون.'
الأعضاء الآخرون في الفريق الدولي هم بيير جورجيو كاسيلا ، سيمون دال أوسو وماسيمو بيرسيك المعهد الوطني الإيطالي للفيزياء الفلكية. يوئيل رفائيلي من جامعة كاليفورنيا في سان فرانسيسكو وجامعة تل أبيب ؛ دوان جروبر ، عضو سابق في جامعة كاليفورنيا في سان فرانسيسكو ، والآن في مؤسسة يوريكا العلمية في أوكلاند ، كاليفورنيا ؛ وناندا ريا من المعهد الوطني لأبحاث الفضاء في هولندا.
المصدر الأصلي: بيان صحفي UCSD
إليك رابط إلى أكبر النجوم في الكون.