* اخترشناسان با کمک تلسکوپ پرتو ایکس سویفت ناسا یک ستاره ی نوترونی چرخان را دیده اند که سرعت
چرخشش ناگهان کاهش یافت.
*افزایش ناگهانی سرعت چرخش ستارگان نوترونی تاکنون چندین بار دیده شده، ولی این نخستین بارست که
در یک ستاره ی نوترونی، کاهش سرعت دیده می شود.
* این می تواند به دانشمندان در شناخت چنین اجرامِ بسیار چگالی کمک کند.
یک
ستاره ی نوترونی هسته ی رُمبیده ی یک ستاره ی بسیار بزرگ و پرجرم است که سوختش به پایان رسیده، در اثر وزن خود رُمبیده، و سپس به گونه ی یک
ابرنواختر منفجر شده است. یک ستاره ی نوترونی می تواند با سرعتی تا ۴۳۰۰۰ دور در دقیقه به گرد خود بچرخد و میدان مغناطیسیای به نیروی یک تریلیون برابر نیروی میدان مغناطیسی زمین پدید آورد. ماده ی درون یک ستاره ی نوترونی به حدی چگالست که یک قاشق چایخوری از آن، روی زمین وزنی برابر با یک میلیارد تُن خواهد داشت.
 |
نگاره ی هنری از یک برون ریزی روی یک ستاره ی نوترونی فرا-مغناطیسی یا همان "مگنتار". تصویر بزرگ تر
|
ستاره ی نوترونی مورد گفتگوی ما با عنوان 1E 2259+586، حدود ۱۰ هزار سال نوری از زمین دورست و در صورت فلکی
ذات الکرسی (خداوند اورنگ) جای دارد. این ستاره یکی از حدود دو دوجین ستاره ی نوترونیای است که به نام
مگنتار شناخته می شوند؛ ستارگان نوترونی با میدان مغناطیسیِ بسیار نیرومندی که هر از گاهی، انفجارها یا تپ های پرانرژی پدید می آورند.
دانشمندانی که از ژوییه ی ۲۰۱۱ تا نیمه ی آوریل ۲۰۱۲ سرگرم رصد تپ های پرتو X از مگنتار 1E 2259+586 بودند، مشاهده کردند که سرعت چرخش این مگنتار دارد به آرامی کاهش می یابد و از سرعت معمولش که هر هفت ثانیه یک دور، یا حدود هشت دور در دقیقه بود کمتر می شود. [سپس] در ۲۸ آوریل ۲۰۱۲، داده ها نشان داد که از زمان هر دور چرخش آن به اندازه ی ۲.۲ میلیونیوم ثانیه کاسته شده و مگنتار با آهنگی تندتر در حال چرخش است.
 |
مگنتار 1E 2259+586 در این تصویر رنگ نمایشی (رنگ دروغین-کاذب) پرتو X، که از پسمان ابرنواختر CTB 109 در فاصله ی حدود ۱۰ هزار سال نوری زمین، در صورت فلکی ذات الکرسی گرفته شده، به رنگ آبی-سفید درخشانی دیده می شود. CTB 109 تنها یکی از سه پسمان ابرنواختر در کهکشان خودمانست که مگنتاری در خود دارند. در این تصویر که از داده های به دست آمده از ماهواره ی XMM-نیوتنِ سازمان فضایی اروپا در سال ۲۰۰۲ درست شده، پرتوهای X با انرژی های کم، میانگین و بالا، به ترتیب به رنگ های سرخ، سبز و آبی نشان داده شده اند. تصویر بزرگ تر
|
ویکتوریا کاسپی، استاد فیزیک دانشگاه مک گیل در مونترآل می گوید: «اخترشناسان تاکنون صدها مورد "نقص چرخشی" (به فارسی: گِلِس، glitch) دیده اند که طی آن ها، اسپین ستاره ی نوترونی افزایش ناگهانی می یافته. ولی این کاهش ناگهانی ما را غافلگیر کرد.» کاسپی رهبر گروهیست که با تلسکوپ سویفت به بررسی روزمره ی مگنتارها می پردازد.
به گفته ی نیل گرِلز، یکی از نویسندگان پژوهش که سربازرس
فضاپیمای سویفت در مرکز پروازهای فضایی گودارد ناسا در گرین بلت مریلند نیز هست، اخترشناسان این رویداد را به نام پادنقص (پادگِلِس، anti-glitch) نامیده اند: «اثری که این رویداد بر این مگنتار گذاشت، درست وارونه ی همه ی گلس هایی بود که تاکنون به روشنی در ستارگان نوترونی دیگر دیدهایم.»
این یافته دارای پیامدها و مفاهیم ارزشمندی در شناخت شرایط بسیار شدید فیزیکیای است که درون ستارگان نوترونی جریان دارد؛ شرایطی که در آن ها ماده فشرده شده و به چگالی هایی چندین برابر چگالی هسته ی اتم رسیده. هیچ آزمایشگاهی روی زمین نمی تواند چنین شرایطی را پدید آورد.
گزارشی از این یافته ها در شماره ی ۳۰ ماه می نشریه ی نیچر منتشر می شود.
 |
یک ستاره ی نوترونی چگال ترین جسمیست که اخترشناسان می توانند مستقیما ببینند. این ستارگان جرمی به اندازه ی نیم میلیون برابر جرم زمین را در کره ای به قطر حدود ۱۲ مایل جا داده اند، این پهنا چنان چه در این تصویر نشان داده شده، هم ارز جزیره ی منهتن است. تصویر بزرگ تر |
ساختار درونی ستارگان نوترونی یک معمای دیرپا بوده. بر پایه ی نظریه ی کنونی، ستارگان نوترونی دارای پوسته ای هستند که از الکترون ها و یون ها درست شده، و درونشان ماده ی شگفت انگیزیست به نام ابرشاره ی نوترونی (حالت شگرفی از ماده بدون اصطکاک)؛ و سطحشان هم جریان هایی از ذرات پرانرژی را از راه میدان مغناطیسی نیرومند ستاره می گسیلد.
این جریان ذرات، انرژی را از پوسته بیرون می کشند. پوسته سرعتش کند می شود، ولی شاره ی درونی در برابر کاهش سرعت پایداری (مقاومت) می کند. پوسته در اثر این کشاکش ترک می خورد. بدین گونه است که یک گلس یا نقص (glitch) رخ می دهد. برون ریزی پرتو X روی می دهد و سرعت ستاره در اثر پس زنیِ ناشی از سرعتِ بیشترِ محتوای درونیش، افزایش می یابد. [ولی] فرآیندهایی که به کاهش ناگهانی سرعت چرخش می انجامد، چالش نظری تازه ای را در بر می گیرند و به دیدگاه های تازه ای نیاز دارند.
در ۲۱ آوریل ۲۰۱۲، تنها یک هفته پیش از آن که سویفت این پادگلِس را ببیند، 1E 2259+586 فوران پرتو ایکس کوتاه ولی شدیدی انجام داد که توسط "دیده بان فوران پرتو گاما" -نصب شده روی تلسکوپ فضایی پرتو گامای فرمی ناسا- ردیابی شد. به گمان دانشمندان، این فورانِ ۳۶ هزارم ثانیه ایِ نور پرانرژی احتمالا نشانگر همان تغییراتی بود که [یک هفته بعد] به کاهش سرعت چرخش مگنتار انجامید.
رابرت آرچیبالد، نویسنده ی اصلی پژوهش، که دانشجوی کارشناسی ارشد در مک گیل است می گوید: «آنچه درباره ی این رویداد واقعا توجه بر می انگیزد، ترکیب کاهش ناگهانی سرعت، فوران پرتو ایکس، و این واقعیت که اکنون ستاره با سرعتی بیش از گذشته می چرخد است.»
واژه نامه:
NASA - Swift X-ray Telescope - neutron star - supernova - magnetic field - Earth - 1E 2259+586 - constellation Cassiopeia - magnetar - X-ray - glitch - Victoria Kaspi - McGill University - anti-glitch - Neil Gehrels - atomic nucleus - Nature - electron - ion - neutron - superfluid - friction - star - Gamma-ray Burst Monitor - Fermi Gamma-ray Space Telescope - Robert Archibald - CTB 109 - supernova remnant - galaxy - European Space Agency - XMM-Newton - Manhattan Island