مركبة ناسا الفضائية بالأشعة السينية تكشف أسرار نجم نيوتروني قوي دوار
مركبة ناسا الفضائية بالأشعة السينية تكشف أسرار نجم نيوتروني قوي دوار
اكتشف علماء الفلك أن الإشعاع المنبعث من النجم النيوتروني الذي يدور بسرعة، أو "النجم النابض"، يهيمن عليه تأثير رياحه الجسيمية القوية – وليس المادة التي ينزعها من النجم المرافق.
النجم النابض المعني هو PSR J1023+0038 (J1023)، ويقع ضمن نظام ثنائي يبعد 4500 سنة ضوئية عن الأرض. يتكون هذا النظام الثنائي من نجم ميت، أو نجم نيوتروني يدور حول نفسه بسرعة 600 دورة في الثانية، ونجم منخفض الكتلة يتغذى عليه النجم النيوتروني.
نجم نابض، ولكن لأنه ينتقل بوضوح بين حالة نشطة – يغذي خلالها ويطلق حزمًا من الإشعاع من أقطابه – وحالة خاملة، فهو جزء من فئة فرعية نادرة تُسمى "النجوم النابضة الانتقالية بالملي ثانية". يُعد J1023، وهو واحد من ثلاثة نجوم نابضة انتقالية معروفة بالملي ثانية، هدفًا قيّمًا لعلماء الفلك.
بيان. "يُعد J1023 مصدرًا قيمًا للبيانات، لأنه ينتقل بوضوح بين حالته النشطة، حيث يتغذى على نجمه المرافق، وحالة أكثر خمولًا، حيث يتصرف كنجم نابض قياسي، ينبعث منه موجات راديوية قابلة للكشف."
المادة التي ينزعها هذا النجم النيوتروني من رفيقه لا تسقط مباشرةً على سطح النجم الميت، بل تُشكّل سحابة مسطحة، أو "قرص تراكم" حول النجم. وبينما يدور هذا القرص حول النجم النيوتروني، مُغذيًا إياه تدريجيًا، يُصدر إشعاعات قوية تتكون من أطوال موجية تمتد عبر الطيف الكهرومغناطيسي.
وبذلك، تمكن الفريق من فحص J1023 باستخدام مستكشف الاستقطاب بالأشعة السينية التصويرية (IXPE) التابع لوكالة ناسا، والتلسكوب الكبير جدًا (VLT) التابع للمرصد الجنوبي الأوروبي (ESO) في شمال تشيلي، ومجموعة كارل جي جانسكي الكبيرة جدًا (VLA) في نيو مكسيكو، مما يجعل هذا أول مسح لمصدر الأشعة السينية الثنائية عبر النطاقات السينية والبصرية والراديوية للطيف الكهرومغناطيسي.
وقال باجليو: "خلال عمليات الرصد، كان النجم النابض في مرحلة نشطة منخفضة السطوع، تتميز بتغيرات سريعة بين مستويات سطوع الأشعة السينية المختلفة".
سمح تقييم J1023 عبر ثلاثة نطاقات من الطيف الكهرومغناطيسي للفريق بتحديد استقطاب الإشعاع الصادر عن هذا النجم النابض. يُشير الاستقطاب إلى اتجاه موجات الضوء أثناء انتشارها.
تجدر الإشارة بشكل خاص إلى ملاحظة IXPE أن 12% من الأشعة السينية الصادرة عن J1023 مستقطبة. وهذا أعلى مستوى استقطاب يُرصد على الإطلاق من نظام نجمي ثنائي كهذا.
أظهرت انبعاثات الموجات الراديوية والضوء البصري استقطابات أقل بنسبة ٢٪ و١٪ على التوالي. وما أثار الاهتمام بشكل خاص في الاستقطاب البصري هو أنه كان موجهًا في نفس اتجاه زاوية استقطاب الأشعة السينية. وهذا يشير إلى وجود آلية مشتركة وراء استقطاب الأشعة السينية واستقطاب الضوء البصري.
وتؤكد النتائج نظرية سابقة اقترحت أن الانبعاثات المستقطبة التي تم رصدها من الأنظمة الثنائية مثل J1023 تتولد عندما تضرب رياح النجوم النابضة، وهي تيارات من الجسيمات المشحونة عالية الطاقة التي تتدفق من هذه النجوم الميتة، المادة في أقراص التراكم المحيطة.
قصص ذات صلة:
يمكن أن يساعد هذا البحث العلماء أخيرًا على فهم ما يحرك النجوم النابضة، ولم يكن من الممكن أن يتم ذلك لولا حساسية IXPE.
قال أليساندرو دي ماركو، عضو الفريق والباحث في المعهد الوطني للفيزياء الفلكية (INAF): "كانت هذه الملاحظة، نظرًا لانخفاض شدة تدفق الأشعة السينية، صعبة للغاية، لكن حساسية IXPE مكّنتنا من رصد وقياس هذا التوافق الملحوظ بين الاستقطاب الضوئي واستقطاب الأشعة السينية بثقة". وأضاف: "تمثل هذه الدراسة طريقة مبتكرة لاختبار السيناريوهات النظرية بفضل الرصد الاستقطابي عند أطوال موجية متعددة".
نُشر بحث الفريق في الأول من يوليو في مجلة The Astrophysical Journal Letters.
