الفهم الحالي للنجم النابض. اضغط للتكبير
اكتشف علماء الفلك نبضًا غير عادي للغاية يبدو أنه ينطفئ من وقت لآخر. يبطئ هذا النجم النابض معدل دورانه ، ولكن هذا التباطؤ يزداد عندما يكون نشطًا. ترتبط آلية الكبح هذه بانبعاثات الراديو القوية. خلال طورها النشط ، تنطلق رياح من الجسيمات ، وتسرق بعض طاقتها الدورانية.
اكتشف علماء الفلك الذين يستخدمون تلسكوب راديو لوفيل 76 م في مرصد جودريل بانك بجامعة مانشستر نبضًا غريبًا للغاية يساعد في تفسير كيفية عمل النجوم النابضة على أنها "ساعات كونية" ويؤكد النظريات التي تم طرحها قبل 37 عامًا لشرح الطريقة التي تنبعث بها النجوم النابضة. الحزم العادية للموجات الراديوية - تعتبر من أصعب المشاكل في الفيزياء الفلكية. يكشف بحثهم ، الذي تم نشره الآن في Science Express ، عن النجم النابض الذي "يعمل" فقط لجزء من الوقت. يدور النجم الغريب حول محوره ويتباطأ بشكل أسرع بنسبة 50٪ عندما يكون "قيد التشغيل" مقارنةً عندما يكون "مغلقًا".
النجوم النابضة هي نجوم نيوترونية كثيفة ممغنطة للغاية ولدت في انفجار عنيف يشير إلى موت النجوم الضخمة. يتصرفون مثل المنارات الكونية عندما يعرضون شعاعًا دوارًا من موجات الراديو عبر المجرة. يوضح الدكتور مايكل كرامر أن "النجوم النابضة هي حلم فيزيائي يتحقق. إنها مصنوعة من المادة الأكثر تطرفًا التي نعرفها في الكون ، ودورانها المستقر للغاية يجعلها ساعات فلكية دقيقة للغاية - ولكن ، من المحرج ، أننا لا نعرف كيف تعمل هذه الساعات. هذا الاكتشاف يقطع شوطا طويلا نحو حل هذه المشكلة ".
الفهم الحالي للنجم النابض. النجم النيوتروني المركزي ممغنط للغاية وينبعث شعاعًا راديويًا على طول محوره المغناطيسي ، والذي يميل إلى محور الدوران. يؤدي المجال المغناطيسي القوي في النهاية إلى استخراج الجسيمات من السطح ، مما يملأ المحيط المغناطيسي المحيط بالبلازما. يتم إعطاء حجم الغلاف المغناطيسي من خلال المسافة التي يصل فيها دوران البلازما المشترك إلى سرعة الضوء ، ما يسمى بأسطوانة الضوء. تترك البلازما الناتجة عن الانبعاث الراديوي في النهاية أسطوانة الضوء على شكل رياح نابضة ، والتي توفر عزمًا على النجم النابض ، مما يساهم بحوالي 50 ٪ في بطئها الملحوظ في الدوران.
وجد فريق البحث ، بقيادة الدكتور كرامر ، نبضًا نشطًا بشكل دوري فقط. يظهر على شكل نبض عادي لمدة أسبوع تقريبًا ثم "ينطفئ" لمدة شهر تقريبًا قبل انبعاث النبضات مرة أخرى. النجم النابض ، المسمى PSR B1931 + 24 ، فريد في هذا السلوك ويتيح للفلكيين فرصة لمقارنة أطواره الهادئة والنشطة. نظرًا لهدوء معظم الوقت ، من الصعب اكتشافها ، مما يشير إلى أنه قد يكون هناك العديد من الأشياء المماثلة الأخرى التي نجت حتى الآن من الكشف.
يشير البروفيسور أندرو لين إلى أنه "بعد اكتشاف النجوم النابضة ، اقترح المنظرون أن الحقول الكهربائية القوية تمزق الجسيمات من سطح النجم النيوتروني إلى سحابة ممغنطة من البلازما تسمى الغلاف المغناطيسي - ولكن ، لمدة 40 عامًا تقريبًا ، لم يكن هناك طريقة لاختبار ما إذا كان فهمنا الأساسي صحيحًا ".
كان علماء الفلك في جامعة مانشستر سعداء عندما وجدوا أن هذا النجم النابض يتباطأ بسرعة أكبر عندما يكون النجم النابض قيد التشغيل أكثر مما يكون عليه عندما يكون مغلقًا. تشير الدكتورة كريستين جوردان إلى أهمية هذا الاكتشاف ، "يمكننا أن نرى بوضوح أن شيئًا ما يضرب الفرامل عندما يكون النجم النابض قيد التشغيل".
يجب أن ترتبط آلية الكسر هذه بالانبعاث الراديوي والعمليات التي تنشئها ويمكن تفسير التباطؤ الإضافي بواسطة رياح من الجسيمات تغادر الغلاف المغناطيسي النابض وتحمل الطاقة الدورانية. يضيف الدكتور دنكان لوريمر: "كان من المتوقع حدوث مثل هذا التأثير الكبح للرياح النابضة ، ولكن الآن ، أخيرًا ، لدينا أدلة مراقبة على ذلك".
يمكن أن يرتبط مقدار الكبح بعدد الشحنات التي تغادر الغلاف المغناطيسي النابض. تشرح الدكتورة كرامر دهشتهم عندما تبين أن العدد الناتج كان في حدود 2٪ من التوقعات النظرية. "لقد صُدمنا حقًا عندما رأينا هذه الأرقام على شاشاتنا. نظرًا لتعقيد النجم النابض ، لم نتوقع أبدًا أن تعمل نظرية الغلاف المغناطيسي بشكل جيد ".
لخص البروفيسور لين النتيجة: "من المدهش أنه بعد 40 عامًا تقريبًا ، لم نجد فقط ظاهرة جديدة وغير عادية ونابضة بل أيضًا طريقة غير متوقعة للغاية لتأكيد بعض النظريات الأساسية حول طبيعة النجوم النابضة."
المصدر الأصلي: بيان صحفي PPARC
