ویژگی ناشناخته پیرامون یک ستاره نوترونی

تصویر فروسرخ تلسکوپ هابل از ستاره‌ی نوترونی RX J0806.4-4123 با تابش گسترده‌ی فروسرخ. ستاره‌ی نوترونی همان لکه‌ی سیاه در چارچوب کوچک سمت راست است که در چارچوب پیوست بزرگ‌تر نمایانده شده. دایره‌ی آبی جایگاه تپ‌اختر در طیف پرتو X از چشم تلسکوپ چاندرا را نشان می‌دهد، و بعلاوه‌ی سفید هم جای آن را در طیف دیدنی-فرابنفش باز هم از چشم هابل

تلسکوپ فضایی هابل ناسا پرتوی فروسرخ نامعمولی پیرامون یک ستاره‌ی نوترونی به نام RX J0806.4-4123 دیده که می‌تواند نشانگر ویژگی‌هایی ناشناخته باشد. یک احتمال اینست که قرصی از غبار این ستاره را در بر گرفته؛ بر پایه‌ی احتمال دیگر، از برخورد بادهایی پرانرژی که از این جرم می‌وزند به گازهای میان‌ستاره‌ایِ پیرامون ستاره که دارد در آن حرکت می‌کند چنین تابشی پدید آمده.

ستارگان نوترونی بیشتر در طیف‌ رادیویی و طیف‌های پرانرژی، مانند پرتوهای X بررسی می‌شوند، ولی این پژوهش نشان می‌دهد که اگر آنها را در طیف فروسرخ هم بررسی کنیم به آگاهی‌های تازه و شگفت‌انگیزی درباره‌ی آنها دست پیدا می‌کنیم.

بتینا پاسلت از دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا و نویسنده‌ی این پژوهش می‌گوید: «این ستاره‌ی نوترونی عضو یک گروه هفت‌تایی از تپ‌اخترهای پرتو ایکس به نام "هفت باشکوه" (Magnificent Seven)** است که داغ‌تر از چیزی‌اند که با توجه به سنشان و ذخیره‌ی انرژیِ در دسترسی که از دسترفت انرژی چرخشی فراهم می‌شود باید باشند. ما یک منطقه‌ی گسترده ازگسیلش‌های فروسرخ را پیرامون این ستاره‌ی نوترونی یدیم که در فاصله‌ی برآورد شده‌ی آن، بزرگی‌اش به حدود ۲۰۰ یکای کیهانی (تقریبا ۳۰ میلیارد کیلومتر) می‌رسد.»

پویانمایی هنری از قرص غبار گرم و چرخان پیرامون تپ‌اختر- این یک تصویر پویا به بزرگی ۵ مگ است، برای کامل شدنش شکیبا باشید

این نخستین ستاره‌ی نوترونی است که سیگنالی گسترده تنها در طیف فروسرخ از آن دیده می‌شود. پژوهشگران دو احتمال را برای توضیح این سیگنال گسترده پیشنهاد داده‌اند. احتمال نخست، وجود قرصی از مواد -احتمالا به طور عمده غبار- است که این تپ‌اختر را در میان گرفته. ستاترگان نوترونی به دلیل چرخش سریعشان که باعث می‌شود پرتویشان در بازه‌های زمانی کوتاه به چشم ما برسد، تپ‌اختر نیز خوانده می‌شوند.

پاسلت می‌گوید: «بر پایه‌ی یک نظریه، این قرص چیزی به نام یک "قرص اندوخته" (fallback disk) از مواد است که انفجار ابرنواختر آن را به گرد ستاره‌ی نوترونی فشرده کرده. چنین قرصی می‌تواند از مواد خود ستاره‌ی منفجر شده، و "پیش از" انفجار پدید آمده باشد. برهم‌کنش آن با ستاره‌ی نوترونی می‌توانسته به آن گرما داده و چرخشش را کُند کرده باشد. اگر تایید شود که این یک قرص اندوخته است، شناخت کلی ما درباره‌ی فرگشت و روند دگرگونی ستارگان نوترونی تغییر خواهد کرد.»

وی می افزاید: «توضیح احتمالی دوم برای این تابش فروسرخ گسترده از ستاره‌ی نوترونی یک "سحابی باد تپ‌اختر" است.»

فبرداشت هنری از سحابی باد یک تپ‌اختر- تصویر بزرگ‌تر

پاسلت می‌گوید: «یک سحابی باد تپ‌اختر مستلزم اینست که ستاره‌ی نوترونی یک "باد تپ‌اختر" داشته باشد. باد تپ‌اختر می‌تواند هنگامی پدید بیاید که ذرات در میدان الکتریکی‌ای که در اثر چرخش سریع ستاره‌ی نوترونی با میدان مغناطیسی نیرومند ایجاد شده، شتاب بگیرند. با حرکت ستاره‌ی نوترونی در محیط میان‌ستاره‌ای با سرعت سریع‌تر از صوت، در اثر برخورد باد تپ‌اختر با مواد ستاره‌ای یک شوک می‌تواند پدید بیاید. ذرات برخوردی در این شوک می‌توانند پرتوهای سنکروترون بگسیلند و سیگنال فروسرخ گسترده‌ای که می‌بینیم را پدید بیاورند. سحابی‌های باد تپ‌اختر به طور معمول در طیف پرتو X دیده می‌شوند و سحابی باد تپ‌اختری که تنها در طیف فروسرخ دیده می‌شود یک مورد بسیار نامعمول و هیجان‌انگیز است.»

در آینده اخترشناسان به کمک تلسکوپ فضایی جیمز وب ناسا می‌توانند این زمینه‌ی نویافته را در طیف فروسرخ بررسی بیشتری کرده و شناخت بهتری درباره‌ی فرگشت ستارگان نوترونی پیدا کنند.

پژوهشنامه‌ی دانشمندان درباره‌ی این کشف شگفت‌آور و دو احتمالِ پیشنهادشده در شماره‌ی ۱۷ سپتامبر نشریه‌ی آستروفیزیکال جورنال منتشر شده است.

--------------------------------------------
** پیش از این درباره‌ی یکی دیگر از تپ‌اخترهای این گروه هم مطلبی خوانده بودید: 
* تایید احتمالی یک نظریه کوانتومی پس از ۸۰ سال

--------------------------------------------

تلگرام و توییتر یک ستاره در هفت آسمان:

telegram.me/onestar_in_sevenskies

twitter.com/1star_7sky

واژه‌نامه:

infrared - neutron star - NASA - Hubble Space Telescope - radio - X-rays - Astrophysical Journal - Magnificent Seven - Bettina Posselt - Pennsylvania State - RX J0806.4-4123 - pulsar - fallback disk - progenitor - supernova - pulsar wind nebula - pulsar wind - electrical field - magnetic field - speed of sound - shock - synchrotron radiation - James Webb Space Telescope

منبع: nasa

برگردان: یک ستاره در هفت آسمان