مگنتار جوانی که شاید کُندترین تپ‌اختر شناخته شده باشد

اخترشناسان با بهره از رصدخانه‌ی پرتو X چاندرای ناسا و چند رصدخانه‌ی پرتو ایکس دیگر نشانه‌های چیزی را یافته‌اند که می‌تواند یکی از شگفت‌انگیزترین تپ‌اخترهایی (ستارگان نوترونی چرخانی) باشد که تاکنون شناخته شده. این جرم ویژگی‌های یک ستاره‌ی نوترونی به شدت مغناطیسی (یک مگنتار) را نشان می‌دهد ولی دوره‌ی چرخش محوری آن هزاران بار بلندتر از همه‌ی تپ‌اخترهاییست که تاکنون شناخته شده.
پسماند ابرنواختر RCW 103. در این عکس، پرتو ایکس با کمترین انرژی به رنگ سرخ، با انرژی میانگین به رنگ سبز، و با بالاترین انرژی به رنگ آبی نمایش داده شده. چشمه‌ی درخشان و آبی‌فام پرتو ایکسی که در مرکز پسماند دیده می‌شود همان 1E 1613 است. تصویر بسیار بزرگ‌تر (۴.۷ مگابایت)
اخترشناسان چند دهه است که می‌دانند یک چشمه‌ی فشرده و چگال در مرکز RCW 103 -یک پَسماند ابرنواختر در فاصله‌ی ۹۰۰۰ سال نوری زمین- وجود دارد. تصویر همنهاده‌ای که اینجا می‌بینید RCW 103 و چشمه‌ی مرکزش با نام 1E 161348-5055 (کوتاه شده: 1E 1613) را در سه طیف پرتو X از چشم چاندرا نشان می‌دهد. در این عکس، پرتو ایکس با کمترین انرژی به رنگ سرخ، با انرژی میانگین به رنگ سبز، و با بالاترین انرژی به رنگ آبی نمایش داده شده. چشمه‌ی درخشان و آبی‌فام پرتو ایکسی که در میانه‌های RCW 103 دیده می‌شود همان 1E 1613 است. گفتنی است برای درست کردن این تصویر، یک نمای نور دیدنی (مریی) که از پیمایش دیجیتال آسمان به دست آمده بود هم به این داده‌های پرتو ایکس افزوده شده.

اخترشناسان از پیش می‌دانستند که 1E 1613 یک ستاره‌ی نوترونی است، یک ستاره‌ی بی‌اندازه چگال که در اثر انفجار ابرنواختری که RCW 103 را پدید آورد به وجود آمده. ولی تغییرات منظم در درخشش پرتوهای X آن که یک دوره‌ی تقریبا شش و نیم ساعته داشت، آن را به یک راز تبدیل کرده بود. همه‌ی مدل‌های ارایه شده برای توضیح این دوره‌ی چرخش کُند با مشکل روبرو می‌شدند ولی اندیشه‌ی اصلی این بود که یا یک ستاره‌ی نوترونی چرخان است که یک سازوکار ناشناخته سرعت آن را بی‌اندازه کاهش داده، یا یک ستاره‌ی نوترونی با چرخش سریع‌تر است که در یک سامانه‌ی دوتایی به همراه یک ستاره‌ی معمولی در گردش است.

در ۲۲ ژوئن ۲۰۱۶، یکی از دستگاه‌های تلسکوپ سویفت ناسا یک انفجار کوتاه پرتو X از 1E 1613 را ثبت کرد. آنچه سویفت دید توجه اخترشناسان را جلب نمود زیرا این جرم نوسان‌هایی شدید و بی‌اندازه سریع درمقیاس میلی ثانیه به نمایش گذاشته بود، چیزی مانند مگنتارهای شناخته شده. مگنتارها اجرام شگفت‌انگیزیند که نیرومندترین میدان‌های مغناطیسی کیهان را دارند -تریلیون‌ها برابر میدان مغناطیسی خورشید- و می‌توانند با انرژی‌های سهمگین فوران کنند.

گروهی از اخترشناسان به رهبری ناندا ره‌آ از دانشگاه آمستردام به سرعت جهت بررسی بیشتر و ادامه‌ی رصدها برای دو تلسکوپ فضایی دیگر درخواست دادند: رصدخانه‌ی پرتو X چاندرای ناسا، و آرایه‌ی تلسکوپی طیف‌سنجی هسته‌ای (نوستار، NuSTAR).

داده‌های تازه به دست آمده از این سه تلسکوپِ انرژی بالا [از نظر طیفی]، و داده‌های بایگانی چاندرا، سویفت و فضاپیمای XMM-نیوتن سازمان فضایی اروپا (ESA) تایید کرد که 1E 1613 ویژگی‌های یک مگنتار را دارد، و بدین ترتیب ۳۰مین مگنتار شناخته شده است. از جمله‌ی این ویژگی‌ها، مقدار نسبی پرتوهای X تولید شده با انرژی‌های گوناگون، و شیوه‌ی خنک شدن این ستاره‌ی نوترونی پس از فوران ۲۰۱۶ و فوران دیگری در ۱۹۹۹ بود. نظریه‌ی سامانه‌ی دوتایی برای آن بعید دانسته شد زیرا داده‌های تازه نشان می‌دهند که بزرگی تغییرات دوره‌ای در پرتوهای X هم از نظر زمانی و هم از نظر انرژیِ پرتوهای X تغییر می‌کند؛ رفتاری که برای سامانه‌های دوتایی نامحتمل است ولی برای مگنتارها عادیست.

ولی راز چرخش کُند آن هنوز به جای خود بود. این جرم دارد هر ۲۴۰۰۰ ثانیه (۶.۶۷ ساعت) یک بار به گرد محورش می‌چرخد، بسیار آهسته‌تر از کُندترین مگنتارهایی که تاکنون شناخته شده و دوره‌ی چرخششان به حدود ۱۰ ثانیه می‌رسد. از این نظر این کندترین ستاره‌ی نوترونی بود که تا امروز شناسایی شده است.

چشمداشت اخترشناسان اینست که یک ستاره‌ی نوترونیِ تنها در زمان تولدش در انفجار ابرنواختری، چرخشی سریع داشته باشد ولی با گذشت زمان و از دست دادن انرژی، سرعتش کاهش بیابد. ولی بر پایه‌ی برآورد پژوهشگران، مگنتار درون RCW 103 حدود ۲۰۰۰ سال سن دارد، و این زمان برای آن که یک تپ‌اختر سرعتش را از راه‌های معمولی تا ۲۴۰۰۰ ثانیه کاهش دهد بسنده نمی‌کند.

دلیل چرخش کند 1E 1613 هنوز روشن نیست ولی دانشمندان نظریه‌هایی دارند. یک نظریه‌های پیشرو اینست که پسماندهای ستاره‌ی منفجر شده به درون خطوط میدان مغناطیسی پیرامون ستاره‌ی نوترونیِ چرخان برگشته‌اند و باعث شده‌اند سرعتش با گذشت زمان کاهش بیشتری پیدا کند. اکنون دانشمندان به دنبال یافتن مگنتارهای بسیار کُند-چرخان دیگری هستند تا این نظریه‌ را به طور دقیق‌تر بررسی کنند.

یک گروه دیگر از دانشمندان به رهبری آنتونینو دای از بنیاد ملی اخترفیزیک (INAF) در پالرموی ایتالیا هم به کمک تلسکوپ سویفت در طیف فروسرخ، و تلسکوپ ۲.۲ متری در رصدخانه‌ی جنوبی اروپا در لاسیای شیلی در طیف فروسرخ-نزدیک و نور دیدنی (مریی)، 1E 1613 را در جستجوی هر گونه فوران پرتو X کم‌انرژی زیر نظر گرفتند. آنها هم با این بررسی‌ها نتیجه گرفتند که 1E 1613 یک مگنتار با چرخش بسیار کند است.

یک پژوهشنامه درباره‌ی یافته‌های گروه ره‌آ در شماره‌ی ۲ سپتامبر ۲۰۱۶ آستروفیزیکال جورنال لترز منتشر شده و در اینترنت هم در دسترس است. همچنین پژوهشنامه‌ی دیگری نیز درباره‌ی یافته‌های گروه دای برای انتشار در ماهنامه‌ی انجمن سلطنتی اخترشناسی پذیرفته شده و آن هم اکنون در اینترنت در دسترس است.

--------------------------------------------
به کانال تلگرام یک ستاره در هفت آسمان بپیوندید:

واژه نامه:
NASA - Chandra X-ray Observatory - X-ray - pulsar - neutron star - magnetized - magnetar - spin period - RCW 103 - supernova - Earth - 1E 161348-5055 - 1E 1613 - Digitized Sky Survey - star - binary system - Swift telescope - magnetic field - Sun - Nanda Rea - University of Amsterdam - Nuclear Spectroscopic Telescope Array - NuSTAR - ESA - XMM-Newton - magnetic field lines - Antonino D'Aì - National Institute of Astrophysics - INAF - Palermo - Italy - infrared - visible light - European Southern Observatory - La Silla - Chile - Astrophysical Journal Letters - Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

منبع: nasa

0 دیدگاه شما:

Blogger template 'Browniac' by Ourblogtemplates.com 2008

بالای صفحه