عندما يستنفد النجم وقوده النووي مع اقتراب نهاية عمره ، فإنه يتعرض لانهيار الجاذبية ويتخلص من طبقاته الخارجية. ينتج عن هذا انفجار هائل يُعرف باسم المستعر الأعظم ، والذي يمكن أن يؤدي إلى تكوين ثقب أسود أو نجم نابض أو قزم أبيض. وعلى الرغم من عقود من المراقبة والبحث ، لا يزال هناك الكثير من العلماء لا يعرفون عن هذه الظاهرة.
لحسن الحظ ، تؤدي الملاحظات المستمرة والأدوات المحسنة إلى جميع أنواع الاكتشافات التي توفر فرصًا لرؤى جديدة. على سبيل المثال ، فريق من علماء الفلك مع المرصد الوطني لعلم الفلك الراديوي (NRAO) ووكالة ناسا لاحظت مؤخرًا أ الصحافة 'المدفع' الابتعاد عن المستعر الأعظم الذي يُعتقد أنه تسبب في حدوثه. يقدم هذا الاكتشاف بالفعل نظرة ثاقبة حول كيفية التقاط النجوم النابضة سرعتها من المستعر الأعظم.
يقع النجم النابض ، المعروف باسم PSR J0002 + 6216 (J0002) ، على بعد 6500 سنة ضوئية من الأرض. تم اكتشافه في الأصل في عام 2017 من قبل علماء المواطنين الذين يعملون في مشروع يسمى [بريد إلكتروني محمي] ، والتي تعتمد على المتطوعين لتحليل البيانات من تلسكوب ناسا فيرمي لأشعة جاما الفضائي (FGST). كان هذا المشروع مسؤولاً عن اكتشاف 23 نجمًا نابضًا حتى الآن.
ومع ذلك ، كان هذا الاكتشاف بالذات ذا أهمية خاصة. منذ اكتشافه لأول مرة ، قام فريق بقيادة فرانك شينزل من المرصد الوطني لعلم الفلك الراديوي أجرت (NRAO) عمليات متابعة إذاعية باستخدام مجموعة كبيرة جدًا من Karl G. Jansky (VLA) في نيو مكسيكو. أظهرت هذه الدراسات أن النجم النابض كان يحتوي على ذيل من الجسيمات الصادمة والطاقة المغناطيسية التي تمتد 13 سنة ضوئية خلفه.
الأمر الأكثر إثارة للاهتمام هو حقيقة أن هذا الذيل كان يشير إلى مركز بقايا مستعر أعظم يقع خلفه 53 سنة ضوئية (CTB 1). كان هذا الذيل نتيجة الحركة السريعة للنجم النابض من خلال الغاز بين النجمي ، مما أدى إلى موجات صدمة تنتج طاقة مغناطيسية وجسيمات متسارعة في أعقابها. كما أوضح شينزل في وكالة ناسا الأخيرة خبر صحفى :
'بفضل ذيله الضيق الذي يشبه السهم وزاوية الرؤية العارضة ، يمكننا تتبع هذا النجم النابض مباشرة إلى مكان ولادته. ستساعدنا الدراسة الإضافية لهذا الكائن على فهم أفضل لكيفية قدرة هذه الانفجارات على 'دفع' النجوم النيوترونية إلى هذه السرعة العالية '.
بالاعتماد على بيانات فيرمي ، تمكن الفريق من قياس مدى سرعة وفي أي اتجاه يتحرك النجم النابض. تم تحقيق ذلك من خلال تقنية تُعرف باسم 'توقيت النجم النابض' ، حيث تُستخدم ومضات أشعة غاما التي تحدث مع كل دوران للنجم النابض (في حالة J0002 ، 8.7 مرة في الثانية) لتتبع الحركة.
من هذا ، قرر الفريق أن J0002 كان يسافر بسرعة حوالي 1125 كم / ث (700 م / ث) أو 4 ملايين كم / س (2.5 مليون ميل / س). في الماضي ، لاحظ العلماء أن النجوم النابضة تسافر بسرعات عالية ، ولكن بسرعة متوسطة كانت أبطأ بنحو خمس مرات - 240 كم / ث (150 م / ث). مثل Dale Frail (باحث من NRAO كان جزءًا من فريق الاكتشاف) شرح :
'تمدد حطام الانفجار في بقايا المستعر الأعظم في الأصل أسرع من حركة النجم النابض. ومع ذلك ، تباطأ الحطام من خلال مواجهته مع المواد الضعيفة في الفضاء بين النجوم ، لذلك كان النجم النابض قادرًا على اللحاق به وتجاوزه '.
قرر الفريق أيضًا أن النجم النابض سيلحق في النهاية بالصدفة المتوسعة الناتجة عن المستعر الأعظم. في البداية ، كان من الممكن أن يتحرك حطام المستعر الأعظم المتوسع إلى الخارج أسرع من J0002 ، ولكن بعد حوالي 5000 ألف سنة ، أدى تفاعل الغلاف مع الغاز بين النجوم إلى إبطائه تدريجيًا. بحلول 10000 عام ، وهو ما يراه علماء الفلك الآن ، كان النجم النابض خارج القشرة.
في حين أن علماء الفلك يعرفون منذ فترة طويلة أن النجوم النابضة يمكن أن تحصل على دفعة في السرعة من انفجارات المستعر الأعظم التي تولدها ، إلا أنهم لا يزالون غير واضحين بشأن كيفية حدوث ذلك. التفسير المحتمل هو أن عدم الاستقرار في النجم المنهار يمكن أن يكون قد أنتج منطقة كثيفة وبطيئة الحركة من المادة بدأت في سحب النجم النيوتروني ، مما أدى إلى تسريعها تدريجياً بعيدًا عن مركز الانفجار.
CTB 1 ، يظهر هنا في تعريض عميق يسلط الضوء على الضوء المرئي من غاز الهيدروجين. الائتمان و ©: سكوت روزن / ناسا / GSFC
قال فريل: 'هذا النجم النابض يتحرك بسرعة كافية لدرجة أنه سيهرب في النهاية من مجرتنا درب التبانة'. 'تم اقتراح العديد من الآليات لإنتاج الركلة. ما نراه في PSR J0002 + 6216 يدعم فكرة أن عدم الاستقرار الهيدروديناميكي في انفجار المستعر الأعظم هو المسؤول عن السرعة العالية لهذا النجم النابض. '
بالنظر إلى المستقبل ، يخطط الفريق لإجراء ملاحظات إضافية باستخدام VLA ، مؤسسة العلوم الوطنية مصفوفة طويلة جدًا (VLBA) و مرصد شاندرا للأشعة السينية التابع لوكالة ناسا . نأمل أن توفر هذه المتابعات المزيد من الأدلة حول كيفية التقاط هذا النجم النابض لهذه السرعة ، والتي يمكن أن تقطع شوطًا طويلاً نحو حل بعض الغموض الذي لا يزال يحيط بانفجارات المستعرات الأعظمية.
تمت مشاركة هذه النتائج مؤخرًا في 17 شعبة الفيزياء الفلكية عالية الطاقة (HEAD) اجتماع الجمعية الفلكية الأمريكية ، الذي عقد في الفترة من 17 إلى 21 مارس في مونتيري ، كاليفورنيا. كما أنها موضوع دراسة قيد المراجعة للنشر في العدد الأخير منرسائل مجلة الفيزياء الفلكية.