تپ‌اختری که از خط مرگ گذشته ولی هنوز زنده است!

* اخترشناسان تنبل‌ترین ستاره‌ی نوترونی چرخان یا در حقیقت تپ‌اختری که تاکنون یافته شده را شناسایی کرده‌اند، و این چیزیست که آنها را وادار به بازنگری در شناختشان از "خط مرگ" تپ‌اخترها می‌کند.

تپ‌اخترها از رازگونه‌ترین اجرام کیهانند. این ستارگان نوترونیِ سریع-چرخان نه تنها به گونه‌ای باورنکردنی چگالند، بلکه باریکه‌هایی از پرتوهای پرانرژی را نیز با زمان‌بندی دقیق و پیوسته به بیرون می‌افشانند و از همین رو به نام "فانوس‌های دریایی کیهانی" هم شناخته می‌شوند. ولی برخلاف فانوس‌های دریایی زمینی، تپ‌اخترها با نرخی بسیار سریع، حتی تا ۷۱۶ بار در ثانیه می‌چرخند و در هر چرخش، تپی از آنها به زمین می‌رسد.

[باریکه‌ی پرتوهای یک تپ‌اختر به طور پیوسته از قطب‌های مغناطیسی آن بیرون می‌زند. از آنجایی که محور این میدان، با محور چرخش ستاره یکی نیست (مانند زمین)، این باریکه‌ها در هر دور چرخش ستاره، یک دایره را در آسمان می‌پیمایند. اگر راستای این باریکه، در بخشی از مسیر دایره‌ایش رو به زمین باشد، در هر چرخش ستاره، تپی از آن به چشم ما می‌رسد-م]

این ۷۱۶ رکورد بالاترین نرخ برای یک تپ‌اختر بوده، ولی اکنون دانشمندان تپ‌اختری را یافته‌اند که می‌تواند عنوان کندترین تپ‌اخترِ شناخته شده را از آن خود کند. این تپ‌اختر که در فاصله‌ی ۱۴ میلیون سال نوری زمین جای دارد، هر ۲۳.۵ ثانیه یک دور به گرد محورش می‌چرخد [بنابراین هر ۲۳.۵ ثانیه یک تپ از آن به زمین می‌رسد-م]، و این نرخ تقریبا سه برابر کندتر از رکوردار پیشین برای کندترین تپ‌اخترهاست.

این تپ‌اختر تنبل توسط گروهی از پژوهشگران به رهبری چیا مین تان از دانشگاه منچستر یافته شد. آنها در برنامه‌ی پیمایشی لوتاس (LOTAAS)، به جستجوی سرتاسر آسمان نیمکره‌ی شمالی برای یافتن تپ‌اخترهای جالب پرداختند- و یک تپ‌اختر رادیویی یافتند: "پی‌اس‌ار جی۰۲۵۰+۵۸۵۴".

اصلا تپ‌اختر چیست

هنگامی که یک ستاره‌ی بزرگ (با جرمی میان ۱۰ تا ۳۰ برابر خورشید) به پایان گام همجوشی هسته‌ایش می‌رسد، منفجر می‌شود و یک ابرنواختر زیبا پدید می‌آورد. بیشتر جرم ستاره‌ی منفجر شده در رویدادی سهمگین و خشن به فضا پرتاب می‌شود، ولی در همین رویداد، هسته‌ی ستاره هم در خود می‌رمبد و جرمی بی‌اندازه فشرده و چگال به نام یک ستاره‌ی نوترونی پدید می‌آورد. مواد درون این جرم به اندازه‌ای تنگِ هم چپیده‌اند که تنها یک قاشق چایخوری از آن می‌تواند وزنی بیش ازهمه‌ی ماهی‌های دریاهای زمین داشته باشد.

باریکه‌ی پرتوهای یک تپ‌اختر به طور پیوسته از قطب‌های
مغناطیسی آن بیرون می‌زند. از آنجایی که محور این میدان، با
محور چرخش ستاره یکی نیست (مانند زمین)، این باریکه‌ها
در هر دور چرخش ستاره، یک دایره را در آسمان می‌پیمایند.
اگر راستای این باریکه، در بخشی از مسیرش رو به زمین
باشد، در هر چرخش ستاره، تپی از آن به چشم ما می‌رسد

و از آنجایی که این ستارگان نوترونی بسیار کوچک‌تر از جرم مادری خود هستند، ناچارند برای حفظ تکانه‌ی زاویه‌ای، به شدت بر نرخ چرخش محوری خود بیفزایند (مانند رقصنده‌های اسکیت نمایشی که با جمع کردن دست‌ها، بر سرعت چرخش خود می‌افزایند). از آنجایی که این ستارگان نوترونی اغلب میدان‌های مغناطیسی بسیار نیرومندی هم دارند، چرخش سریعشان باعث حرکت میدان مغناطیسی‌شان شده و میدان الکتریکی نیرومندی پدید می‌آید، که به نوبه‌ی خود ذرات باردار نزدیکش را شتاب داده و به سرعت‌هایی باورنکردنی می‌رساند. اینجاست که فواره‌های نیرومندی از ذرات باردار و پرتوها پدید می‌آید که نشان ویژه‌ی یک تپ‌اختر است.

چرا اینقدر آهسته؟

با گذشت زمان، این فواره‌ها که از قطب‌های [مغناطیسی] تپ‌اختر بیرون می‌زنند به آرامی انرژی ستاره را می‌دزدند، که این باعث کند شدن چرخش ستاره می‌شود. سرانجام به باور دانشمندان، پس از تنها ۱۰ تا ۱۰۰ میلیون سال، تپ‌اخترها تا جایی کند می‌شوند که سازوکار مغناطیسی‌ای که فواره‌ها را پدید می‌آورد از کار می‌افتد. به گفته‌ی دانشمندان، در این زمان تپ‌اختر به "خط مرگ" (death line) رسیده است. بر پایه‌ی این پژوهش، نکته‌ی شگفت‌انگیز درباره‌ی تپ‌اختر نویافته‌ی پی‌اس‌ار جی۰۲۵۰+۵۸۵۴ اینست که «این تپ‌اختر از خط قراردادی مرگ تپ‌اخترها، یعنی نقطه‌ای که دیگر فواره‌ی رادیویی‌اش باید خاموش شده باشد گذشته.»

جیسون هسلز، یکی از نویسندگان پژوهش از دانشگاه آمستردام این را یک کشف کاملا غافلگیرکننده می‌داند: «ما هنوز کمی در شوک هستیم از این که یک تپ‌اختر می‌تواند به این کندی بچرخد و همچنان تپ‌های رادیویی تولید کند. چنین به نظر می‌رسد که تپ‌اخترهای رادیویی می‌توانند از آنچه انتظار داشتیم هم کندتر باشند. این نظریه‌های ما درباره‌ی چگونگی درخشش تپ‌اخترها را به چالش می‌کشد.»

این گروه از دانشمندان به هدف یافتن نمونه‌های دیگری از این تپ‌اخترهای نامعمول به کاوش خود در داده‌‌های پیمایش لوتاس ادامه خواهند داد. آنها همچنین می‌خواهند پی‌اس‌ار جی۰۲۵۰+۵۸۵۴ را برای بررسی دقیق‌تر، به کمک تلسکوپ فضایی ایکس‌ام‌ام-نیوتن نیز رصد کنند. تان می‌گوید: «این تلسکوپ ویژه‌ی رصد پرتوهای X است. اگر این تپ‌اختر فرا-کُند به عنوان یک چشمه‌ی پرتو ایکس هم دیده شود، آگاهی‌های ارزشمندی درباره‌ی تاریخچه و ریشه‌ی آن به دست خواهد آمد.»

گزارش این دانشمندان در نگارش برخط نشریه‌ی آستروفیزیکال جورنال منتشر شده است.

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

تلگرام و توییتر یک ستاره در هفت آسمان:

telegram.me/onestar_in_sevenskies

twitter.com/1star_7sky

واژه‌نامه:

pulsar - death line - neutron star - cosmic lighthouse - The Astrophysical Journal - Chia Min Tan - University of Manchester - LOFAR Tied-Array All-Sky Survey - LOTAAS - radio pulsar - PSR J0250+5854 - star - Sun - nuclear - supernova - core - angular momentum - figure skater - magnetic field - electrical field - Jason Hessels - University of Amsterdam - European Space Agency - XMM-Newton - X-rays

منبع: astronomy.com

برگردان: یک ستاره در هفت آسمان