مجموعة من النجوم الكروية الكثيفة بالقرب من مركز مجرتنا درب التبانة تحتوي على خلية نحل صاخبة من النابض ميلي ثانية سريعة الدوران ، وفقًا لعلماء الفلك الذين اكتشفوا 21 نجمًا جديدًا في المجموعة باستخدام روبرت سي. Terzan 5 ، يحمل الآن الرقم القياسي للنجوم النابضة ، مع 24 ، بما في ذلك ثلاثة معروفة قبل ملاحظات GBT.
قال سكوت رانسوم ، عالِم الفلك في المرصد الوطني لعلم الفلك الراديوي في شارلوتسفيل ، فيرجينيا: "لقد صعدنا إلى الجائزة الكبرى عندما نظرنا إلى هذه المجموعة". "لا تحتوي هذه المجموعة على الكثير من النجوم النابضة فقط - وما زلنا نتوقع العثور على المزيد فيها - ولكن النجوم النابضة فيها مثيرة للاهتمام للغاية. وأضاف رانسوم أنها تتضمن 13 على الأقل في الأنظمة الثنائية ، اثنان منها يفوقان ، والأربعة النابض الدوارة الأسرع المعروفة في أي كتلة كروية ، مع أسرع اثنين يدوران ما يقرب من 600 مرة في الثانية ، تقريبًا بنفس سرعة الخلاط المنزلي. . أبلغ رانسوم وزملاؤه النتائج التي توصلوا إليها إلى اجتماع الجمعية الفلكية الأمريكية في سان دييغو ، كاليفورنيا ، وفي المجلة الإلكترونية Science Express.
من المتوقع أن تسفر النجوم النجمية العديدة للكتلة النجمية عن الكثير من المعلومات الجديدة ليس فقط عن النجوم النابضة نفسها ، ولكن أيضًا عن البيئة النجمية الكثيفة التي يقيمون فيها وربما حول الفيزياء النووية ، وفقًا للعلماء. على سبيل المثال ، تشير القياسات الأولية إلى أن اثنين من النجوم النابضة أكبر حجمًا مما تسمح به بعض النماذج النظرية. قال جايسون هيسيلس ، طالب دكتوراه في جامعة ماكجيل في مونتريال: "كل هذه النجوم النابضة بالحياة ستجعلنا مشغولين لسنوات قادمة".
العناقيد الكروية هي تجمعات كثيفة تصل إلى ملايين النجوم ، والتي تكونت جميعها في نفس الوقت تقريبًا. النجوم النابضة هي نجوم نيوترونية دوارة فائقة الكثافة تدور حول "أشعة المنارة" لموجات الراديو أو الضوء حولها أثناء دورانها. النجم النيوتروني هو ما يتبقى بعد انفجار نجم ضخم في شكل مستعر أعظم في نهاية حياته.
النجوم النابضة في Terzan 5 هي نتاج تاريخ معقد. ويقول علماء الفلك إن النجوم في الكتلة تشكلت قبل نحو 10 مليارات عام. انفجرت بعض أكبر النجوم في الكتلة وتركت النجوم النيوترونية كمخلفات لها بعد بضعة ملايين من السنين فقط. في المعتاد ، لم يعد يُنظر إلى هذه النجوم النيوترونية على أنها النجوم النابضة سريعة الدوران: لكان دورانها قد تباطأ بسبب "سحب" حقولها المغناطيسية الشديدة حتى لم يعد تأثير "المنارة" قابلاً للملاحظة.
ومع ذلك ، أعطى التركيز الكثيف للنجوم في الكتلة حياة جديدة للنجوم النابضة. في قلب الكتلة الكروية ، قد يتم تعبئة ما يصل إلى مليون نجم في حجم يتناسب بسهولة بين الشمس وأقرب نجم مجاور لنا. في مثل هذه الأماكن القريبة ، يمكن أن تمر النجوم بالقرب بما يكفي لتشكيل أزواج ثنائية جديدة ، وتقسيم مثل هذه الأزواج ، ويمكن للأنظمة الثنائية أن تتاجر مع الشركاء ، مثل رقصة مربعة كونية متقنة. عندما يقترن نجم نيوتروني بنجم مصاحب "عادي" ، يمكن لسحبه الثقالي القوي سحب المواد من الرفيق إلى النجم النيوتروني. يؤدي هذا أيضًا إلى نقل بعض دوران الرفيق ، أو الزخم الزاوي ، إلى النجم النيوتروني ، وبالتالي "إعادة تدوير" النجم النيوتروني إلى النجم النابض بالملي ثانية الذي يدور بسرعة. في Terzan 5 ، تدور جميع النجوم النابضة المكتشفة بسرعة نتيجة لهذه العملية.
اكتشف علماء الفلك سابقًا ثلاثة نبضات في Terzan 5 ، على بعد حوالي 28000 سنة ضوئية في كوكبة القوس ، لكنهم اشتبهوا في وجود المزيد. في 17 يوليو 2004 ، استخدم رانسوم وزملاؤه الـ GBT ، ووجدوا ، في ملاحظة لمدة 6 ساعات ، 14 نبضًا جديدًا ، الأكثر اكتشافًا على الإطلاق في ملاحظة واحدة.
قالت إنجريد ستيرز ، الأستاذة في جامعة كولومبيا البريطانية في فانكوفر: "كان ذلك ممكناً بسبب الحساسية الكبيرة لـ GBT والقدرات الجديدة لمعالجنا الخلفي". المعالج ، المسمى ، بشكل صحيح ، بولسار سبيجوت ، تم بناؤه بالتعاون بين NRAO ومعهد كاليفورنيا للتكنولوجيا. سمح المعالج ، الذي يولد ما يقرب من 100 جيجا بايت من البيانات في الساعة ، لعلماء الفلك بجمع وتحليل الموجات الراديوية عبر مجموعة واسعة من الترددات (1650-2250 ميجا هرتز) ، مما يزيد من حساسية نظامهم.
اكتشفت ثماني عمليات رصد إضافية بين يوليو ونوفمبر من عام 2004 سبعة نبضات إضافية في Terzan 5. بالإضافة إلى ذلك ، تظهر بيانات علماء الفلك أدلة على العديد من النجوم النابضة التي لا تزال بحاجة إلى تأكيد.
ستساعد الدراسات المستقبلية للنجوم النابضة في Terzan 5 العلماء على فهم طبيعة الكتلة والتفاعلات المعقدة للنجوم في قلبها الكثيف. أيضا ، تقدم العديد من النجوم النابضة غلة غنية بالمعلومات العلمية الجديدة. يشتبه العلماء في أن أحد النجوم النابضة ، الذي يظهر كسوفًا غريبًا لانبعاثه الراديوي ، قد استبدل مؤخرًا رفيقه الثنائي الأصلي بآخر ، واثنين آخرين لهما رفاق قزم أبيض يعتقدون أنه ربما يكون قد نتج عن اصطدام نجم نيوتروني و نجم عملاق أحمر. يمكن تفسير التأثيرات الخفية التي شوهدت في هذين النظامين من خلال نظرية النسبية العامة لأينشتاين عن الجاذبية ، وتشير إلى أن النجوم النيوترونية أضخم مما تسمح به بعض النظريات. المواد الموجودة في النجم النيوتروني كثيفة مثل تلك الموجودة في النواة الذرية ، لذلك فإن هذه الحقيقة لها آثار على الفيزياء النووية وكذلك الفيزياء الفلكية.
قال رانسوم: "كان العثور على كل هذه النجوم النابضة مثيرًا للغاية ، ولكن الإثارة بدأت حقًا للتو". وأضاف "الآن يمكننا البدء في استخدامها كمختبر كوني غني وقيم".
بالإضافة إلى Ransom و Hessels و Stairs ، ضم فريق البحث باولو فريري من مرصد أريسيبو في بورتوريكو ، وفرناندو كاميلو من جامعة كولومبيا ، وفيكتوريا كاسبي من جامعة ماكجيل ، وديفيد كابلان من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا.
المرصد الوطني لعلم الفلك الراديوي هو مرفق تابع لمؤسسة العلوم الوطنية ، ويتم تشغيله بموجب اتفاقية تعاون من قبل Associated Universities، Inc. كما تم دعم أبحاث النجم النابض من قبل مؤسسة كندا للابتكار والعلوم والبحوث الهندسية في كندا ، ومؤسسة كيبيك لأبحاث الطبيعة والتكنولوجيا ، المعهد الكندي للأبحاث المتقدمة ، برنامج الكراسي البحثية الكندية ، ومؤسسة العلوم الوطنية.
المصدر الأصلي: NRAO News Release
