يشتبه العلماء في أن نجمًا نيوترونيًا سريع الدوران وعالي المغناطيسية، أو “النجم النابض”، يسكن في قلب مجرة درب التبانة. يمكن أن يغير هذا الاكتشاف فهمنا لعدد النجوم الميتة للغاية التي تعيش بالقرب من الثقب الأسود المركزي الهائل في مجرتنا، Sagittarius A* (Sgr A*).
مثل الكل النجوم النيوترونيةتولد النجوم النابضة عندما تصل النجوم التي كتلتها تقارب كتلة الشمس إلى نهاية وقودها اللازم للاندماج النووي، ولا تعود قادرة على دعم نفسها ضد انهيار الجاذبية. على الرغم من أن منطقة درب التبانة من المتوقع أن يكون مركز المجرة مليئًا بالنجوم النابضة، إلا أن اكتشافها يمثل تحديًا بسبب مدى شدة واضطراب وكثافة قلب مجرتنا. ومع ذلك، فإن موجات الراديو لا تحجبها هذه المنطقة بنفس القدر الذي يحجبه الضوء المرئي والأشكال الأخرى من الإشعاع الكهرومغناطيسي.
ويقول العلماء الذين يقفون وراء هذه الدراسة إنهم فوجئوا بعدد قليل من النجوم النابضة التي تم العثور عليها. وقالت كارين بيريز، قائدة الفريق من معهد البحث عن الذكاء خارج الأرض (SETI): “إن مسحنا هو أحد أكثر الاستطلاعات حساسية التي تم إجراؤها على الإطلاق تجاه مركز المجرة”. قال في بيان. “كان ينبغي أن نكون حساسين لحوالي 10% من النجوم النابضة بالميلي ثانية و50% من النجوم النابضة البطيئة، على افتراض أن عدد النجوم النابضة في مركز المجرة يشبه عدد النجوم النابضة في مجرة درب التبانة الأوسع.
“على الرغم من هذه الحساسية، اكتشفنا مرشحًا واحدًا فقط – أطلق عليه اسم Breakthrough الاستماع النابض (BLPSR) – والذي لا يزال قيد التحقيق النشط.”
وضع أينشتاين على المحك بالمنارات الكونية
يؤدي الانهيار الجاذبي لنواة نجمية ضخمة لتكوين نجم نيوتروني إلى نشوء جسم تبلغ كتلته ما بين ضعف إلى ضعفي كتلة النجم. الشمس محشورين في عرض 12 ميلاً (20 كيلومترًا). لا يؤدي هذا فقط إلى إنشاء المادة الأكثر كثافة في الكون المعروف (ملعقة صغيرة من “أشياء” النجم النيوتروني تزن 10 ملايين طن، أي ما يعادل حوالي 85000 حوت أزرق بالغ، إذا تم جلبها إلى الأرض) ولكن مثل المتزلج على الجليد في الألعاب الأولمبية الشتوية الذي يسحب أذرعه لتسريع دورانه، فإن الانكماش السريع للنواة النجمية التي تولد نجمًا نيوترونيًا يمكن أن يخلق جسمًا يمكنه الدوران بشكل مذهل 700 مرة في الثانية.
إذا لم يجعل هذا النجوم النيوترونية متطرفة بدرجة كافية، ففي حالة النجوم النابضة، تطلق هذه النجوم الميتة حزمتين متوازيتين من إشعاع الموجات الراديوية من أقطابها. أثناء دوران النجم النابض، تكتسح هذه الأشعة الكون مثل أشعة الضوء المنبعثة من المنارة. ومن ثم، غالبًا ما يشار إلى النجوم النابضة باسم “المنارات الكونية“.
إن دقة النجوم النابضة تعني أنه يمكن استخدام دورية حزمها كساعات كونية، والتي يمكن استخدامها لدراسة الفيزياء في الظروف القاسية، كما هو الحال في المناطق المجاورة للأجسام ذات الكتل الهائلة. يتضمن ذلك نظرية أينشتاين العظيمة في الجاذبية، والنسبية العامة، التي صدرت عام 1915، والتي تقترح أن الأجسام ذات الكتلة تشوه نسيج المكان والزمان، وتوحيدها ككيان رباعي الأبعاد يسمى “الزمكان”. تنشأ الجاذبية من اعوجاج الفضاء، ويمكن اكتشاف تأثيرها على الزمن باستخدام ساعات دقيقة بدرجة كافية. الساعات مثل النجوم النابضة.
قال عضو الفريق سلافكو بوجدانوف من مختبر كولومبيا للفيزياء الفلكية: “إن أي تأثير خارجي على النجم النابض، مثل سحب الجاذبية لجسم ضخم، من شأنه أن يؤدي إلى حدوث حالات شاذة في هذا الوصول المستمر للنبضات، والتي يمكن قياسها ونمذجتها. بالإضافة إلى ذلك، عندما تنتقل النبضات بالقرب من جسم ضخم جدًا، قد تنحرف وتواجه تأخيرات زمنية بسبب تشوه الزمكان، كما تنبأت نظرية النسبية العامة لأينشتاين”.
الرامي أ*، بكتلته تعادل أكثر من 4 ملايين شمس، وله تأثير جذري على الزمكان في محيطه، وعلى هذا النحو، فهو بالتأكيد يوفر مختبرًا مناسبًا لدراسة مثل هذه الفيزياء. إذا كانت النجوم النابضة موجودة على مقربة من القوس A*، فيمكن أن تكون بمثابة المعدات المعملية المناسبة لهذه التجارب.
وستكون النتيجة اختبارًا غير مسبوق للنسبية العامة حول a ثقب أسود هائل. في هذه الأثناء، فإن حقيقة أن BLPSR كان النجم النابض الوحيد الذي من المحتمل أن يكتشفه الباحثون في مركز المجرة يثير تساؤلات جدية حول الأحجام السكانية المتوقعة لهذه النجوم الميتة للغاية في قلب درب التبانة.
هذه أسئلة قد تكون قابلة للإجابة من خلال مشاريع علم الفلك المستقبلية مثل الجيل التالي من المصفوفة الكبيرة جدًا (ngVLA) ومصفوفة الكيلومتر المربع (SKA)، والتي يجب أن تتمتع بالحساسية والدقة اللازمتين لتحديد الكثافة السكانية للنجوم النابضة في مركز مجرتنا.
وقال بيريز: “إننا نتطلع إلى ما قد تكشفه ملاحظات المتابعة حول هذا المرشح للنجم النابض”. “إذا تم تأكيد ذلك، فقد يساعدنا على فهم أفضل لمجرتنا والنسبية العامة ككل.”
تم نشر نتائج الفريق في 9 فبراير مجلة الفيزياء الفلكية.
التعليقات