اکتشاف أسرع نجم دوّار فی الکون: یدور 716 مره فی الثانیه

وفقاً لخدمه العلوم فی ساعدنیوز نقلاً عن FaraDide، یقول فریق بقیاده عالم الفیزیاء الفلکیه غاورافا جایسوال من جامعه التقنیه فی الدنمارک إن هذا الاکتشاف یؤکد الحدّ النظری الأعلى الحالی لدوران النجوم النیوترونیه — والمعتقد أنه یبلغ نحو 730 دوره فی الثانیه. وأوضح جایسوال: «کنّا ندرس الانفجارات الحراریه النوویه الصادره من هذا النظام عندما لاحظنا تذبذبات کبیره.»

وأضاف: «إذا أکدت الملاحظات المستقبلیه ذلک، فسیُصنَّف النجم النیوترونی 4U 1820-30 ضمن أسرع الأجسام دوراناً التی شوهدت فی الکون على الإطلاق.»

تمثل النجوم النیوترونیه إحدى المراحل النهائیه فی تطوّر النجوم الضخمه.

فعندما تستنفد النجوم التی تتراوح کتلتها بین 8 و30 ضعف کتله الشمس وقودها النووی، قد ینهار قلبها الداخلی بینما تُقذف الطبقات الخارجیه فی انفجار سوبرنوفا. ومن دون الضغط الخارجی الناتج عن الاندماج النووی لدعمها، یخضع القلب لقوه الجاذبیه ویتحوّل إلى نجم نیوترونی — جسم فائق الکثافه تتراوح کتلته بین 1.1 و2.3 ضعف کتله الشمس مضغوطاً داخل کره لا یتجاوز قطرها 20 کیلومتراً. ویمکن للماده داخل هذه النجوم أن تتصرف بطرق غریبه ومتطرفه.

یمتلک علماء الفلک عده طرق لتصنیف سلوک النجوم النیوترونیه. فـ«الماغنیتار» هو نجم نیوترونی یتمتع بمجال مغناطیسی قوی للغایه. أما «النبّاض» فهو نجم نیوترونی یدور بسرعات هائله ویطلق حزم موجات رادیویه من قطبیه، تمرّ عبر الفضاء مثل مناره کونیه.

وقد عرف علماء الفلک النجم 4U 1820-30 منذ ثمانینیات القرن الماضی على الأقل. ویقع هذا النجم فی کوکبه القوس ضمن نظام ثنائی شدید الضیق، مکوّن من نجم نیوترونی وقزم أبیض یدوران حول بعضهما کل 11.4 دقیقه فقط.

ومع تراکم الکتله على النجم النیوترونی، یصبح أکثر کثافه وسخونه حتى ینفجر فی انفجارات حراریه نوویه — أشبه بـ«العطاس النجمی». وقد درس جایسوال وزملاؤه هذه الانفجارات باستخدام أداه NICER التابعه لوکاله ناسا (مستکشف ترکیب النجم النیوترونی الداخلی).

ویقول جیروم تشینیفیز، عالم الفیزیاء الفلکیه فی جامعه التقنیه فی الدنمارک: «أثناء هذه الانفجارات، یمکن للنجم النیوترونی أن یتألق بما یصل إلى 100,000 ضعف سطوع الشمس، مطلقاً کمیات هائله من الطاقه.»

ویضیف: «هذه أحداث متطرفه. ومن خلال دراستها نحصل على رؤى جدیده حول دورات حیاه الأنظمه النجمیه الثنائیه وتشکّل العناصر فی الکون.»

بین عامی 2017 و2022، سجّل الفریق 15 من هذه الانفجارات الحراریه النوویه. وأثناء تحلیل البیانات، وجدوا شیئاً مذهلاً: أحد الانفجارات أظهر تذبذباً غریباً عند تردد 716 هیرتز. وقد دلّ هذا الإشاره على أن النجم کان یدور بسرعه کبیره أثناء الانفجار — وهو استنتاج یرى الباحثون أنه على الأرجح صحیح.

وهذا قد یعنی أن النجم النیوترونی 4U 1820-30 هو نبّاض أشعه سینیه یدور 716 مره فی الثانیه، وتغذّیه الانفجارات الحراریه النوویه. وبما أن النبّاض PSR J1748-2446ad هو نبّاض رادیوی، فقد یصبح 4U 1820-30 أسرع نبّاض معروف یعمل بالطاقه النوویه.

ولکن هناک حاجه إلى المزید من الملاحظات لتأکید هذا الاکتشاف. وإذا تم التحقق منه، فسیقدم أداه قویه جدیده لدراسه النجوم النیوترونیه والسرعات الدورانیه المتطرفه التی یمکنها بلوغها قبل أن تتمزق بفعل دورانها الهائل.