اكتشف النجم النابض "الأرملة السوداء" المتطرفة على بعد 3000 سنة ضوئية فقط
 |
| رسم توضيحي لنجم نابض أرملة سوداء ونجمه المصاحب. |
هناك بعض الأجسام الغريبة الكامنة في مجرتنا ، وقد اكتشف علماء الفلك للتو مرشحًا جديدًا للغاية على بعد حوالي 3000 إلى 4000 سنة ضوئية.
بعد التحقيق في ومضات الضوء الغامضة القادمة من النظام ، اكتشف الباحثون ما يشتبهون في أنه نجم "أرملة سوداء" بعيد المنال - نجم نابض سريع الدوران يبقى على قيد الحياة عن طريق التهام نجمه المرافق الأصغر.
النجوم النابضة للأرملة السوداء نادرة في أحسن الأحوال - نحن نعرف فقط عشرات أو أكثر منها في مجرة درب التبانة. لكن يبدو أن هذا واحد من أكثر الأمثلة تطرفًا ، والأكثر غرابةً على الأرجح ، للظاهرة التي وجدناها على الإطلاق.
يسمى النظام الثنائي ZTF J1406 + 1222 ، ولديه أقصر فترة مدارية حتى الآن ، حيث تدور "الأرملة السوداء" وفريستها كل 62 دقيقة.
والأكثر غرابة من ذلك ، أن النظام يبدو أنه يستضيف نجمًا ثالثًا بعيد المنال يستغرق ما يقرب من 12000 سنة للدوران حول النجمين الآخرين.
يقول الباحث الرئيسي والفيزيائي كيفين بيردج Kevin Burdge من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا : "هذا النظام فريد حقًا فيما يتعلق بالأرامل السود ، لأننا وجدناه بالضوء المرئي ، وبسبب رفيقه الواسع ، وحقيقة أنه جاء من مركز المجرة" . الفيزياء.
تنشأ النجوم النابضة عندما تنهار أنوية النجوم العملاقة الضخمة وتتحول إلى نجوم نيوترونية . عندما تكون هذه النجوم النيوترونية ممغنطة بدرجة عالية وتدور بسرعة ، فإنها تصبح ما نسميه النجم النابض.
مثل المنارات فائقة السطوع في الكون ، تدور النجوم النابضة حولها بسرعة كبيرة وتتألق بالأشعة السينية وأشعة جاما نحونا على فترات تتراوح بين أكثر من واحدة في الثانية ، وصولاً إلى فترات يمكن حسابها بالمللي ثانية. عادةً ما تدور النجوم النابضة بسرعة وتموت في سن صغيرة ، بسبب مقدار الطاقة التي تنفجرها.
ولكن إذا اقترب نجم عابر بما فيه الكفاية ، فيمكن للنجم النابض أن يمتص ببطء المواد منه مثل طفيلي عملاق ، ويستنشق طاقة كافية لمواصلة الدوران والتغذية من النجم الآخر حتى يلتهمه.
يقول بيردج: "يُطلق على هذه الأنظمة اسم الأرامل السوداء بسبب الطريقة التي يستهلك بها النجم النابض الشيء الذي أعاد تدويره ، تمامًا كما يأكل العنكبوت رفيقه" .
في الماضي ، تم تنبيه علماء الفلك إلى أنظمة الأرملة السوداء هذه من خلال أشعة جاما أو الأشعة السينية - وهي إشعاع عالي التردد يطلقه النجم النابض نفسه.
لكن الفريق استخدم تقنية جديدة للعثور على ZTF J1406 + 1222: بحثوا عن الضوء المرئي المنبعث من النجم الذي يتم تناوله.
اتضح أن الجانب "النهاري" للنجم المصاحب الذي تم قفله مع الأرملة السوداء يمكن أن يصبح أكثر سخونة عدة مرات من الجانب "الليلي" ، وهذا التباين الشديد في السطوع هو شيء يمكن اكتشافه.
لاختبار هذه الفكرة ، استخدم الباحثون بيانات من Zwicky Transient Facility ، وهو مرصد في كاليفورنيا ، وتمكنوا من العثور على أنظمة الأرملة السوداء التي نعرفها بالفعل ، والتحقق من صحة هذه التقنية.
ثم شرعوا في البحث عن أرامل سوداوات جديدة ، وصادفوا ZTF J1406 + 1222 ، حيث يتغير سطوع النجم المرافق بمقدار 13 مرة كل 62 دقيقة.
هذه هي المرة الأولى التي يتم فيها العثور على نجم نابض للأرملة السوداء بهذه الطريقة ، وهذا جزء مما يجعل هذا الاكتشاف مثيرًا للغاية.
.webp "أشعة جاما للأرملة السوداء") |
| أشعة جاما للأرملة السوداء |
أعلاه: أشعة جاما للأرملة السوداء (أرجوانية) تسخن جانب "اليوم" الناري من النجم.
الجزء الآخر ، بالطبع ، هو النظام الغامض الذي عثروا عليه.
لم يقتصر الأمر على حبس النجم النابض للأرملة السوداء وفريستها في أضيق دوامة أكل لحوم البشر شوهدت حتى الآن ، ولكن عندما نظر الفريق إلى الوراء من خلال قياسات النجم باستخدام مسح Sloan الرقمي للسماء ، رأوا أن النظام كان يتتبعه انخفاض نادر . نجمة شبه قزمية باردة معدنية ، والتي بدت وكأنها تدور حول الثنائي كل 12000 سنة.
قد يجعل وجود هذا النجم الثالث البعيد النظام أرملة سوداء "ثلاثية" غير مسبوقة ، وقد جعل علماء الفلك يخدشون رؤوسهم حول الكيفية التي يمكن أن تتشكل بها هذه التركيبة في المقام الأول.
بناءً على الملاحظات الحالية ، يمتلك بيردج وزملاؤه بعض الأفكار . تنشأ ثنائيات الأرملة السوداء من كوكبة كثيفة من النجوم القديمة تُعرف باسم الكتلة الكروية.
إحدى الفرضيات الرئيسية هي أنه إذا انجرف هذا التجمع المعين إلى مركز مجرة درب التبانة ، فربما تكون جاذبية الثقب الأسود المركزي قد فصلت الكتلة عن بعضها بينما نجت الأرملة السوداء الثلاثية فقط.
يقول بيردج: "إنه سيناريو ولادة معقد" . "من المحتمل أن هذا النظام كان يطفو في مجرة درب التبانة لفترة أطول مما كانت الشمس حوله."
والأغرب من ذلك ، في حين تمكن الفريق من اكتشاف ZTF J1406 + 1222 باستخدام الضوء المرئي ، عندما نظروا إلى الوراء بحثًا عن أشعة جاما والأشعة السينية ، لم يتمكنوا من رؤيتها في الواقع - مما يشير إلى أنها في الواقع قد لا تكون أرملة سوداء على الإطلاق.
يقول بيردج: "الشيء الوحيد الذي نعرفه على وجه اليقين هو أننا نرى نجمًا بجانب النهار يكون أكثر سخونة من الجانب الليلي ، يدور حول شيء كل 62 دقيقة" .
"يبدو أن كل شيء يشير إلى كونه ثنائيًا للأرملة السوداء. ولكن هناك بعض الأشياء الغريبة حوله ، لذا فمن المحتمل أنه شيء جديد تمامًا."
يخطط الفريق لمواصلة مراقبة النظام للحصول على فكرة أفضل عما يحدث.
ومن المثير للاهتمام ، أنه قد يكون مرشحًا رئيسيًا لمعرفة المزيد عن فيزياء "ركلة" النجم النيوتروني . يعرف علماء الفلك أنه عندما تتشكل النجوم النيوترونية ، فإنها تحصل على "ركلة" ترسلها بسرعة عالية.
لكن من غير المفهوم تمامًا من أين تأتي هذه الركلة. يمكن لقصة الولادة الغريبة لهذا النظام الغامض أن تلقي الضوء على السؤال.
"لا يزال هناك الكثير مما لا نفهمه حول هذا الموضوع. ولكن لدينا طريقة جديدة للبحث عن هذه الأنظمة في السماء."