اكتشف ألمع نجم نابض لاسلكي خارج مجرتنا – بفضل تقنية جديدة رائعة
قد نجد المزيد من النجوم النابضة “المفقودة” باستخدام هذه التقنية الجديدة
عندما ينفجر نجم ويموت في مستعر أعظم، فإنه يأخذ حياة جديدة من نوع ما.
النجوم النابضة هي الأجسام التي تدور بسرعة كبيرة والتي تُركت بعد أن استنفدت النجوم الضخمة إمدادات الوقود. إنها كثيفة للغاية، مع كتلة شبيهة بالشمس محشورة في منطقة بحجم سيدني.
تصدر النجوم النابضة حزمًا من موجات الراديو من أقطابها. عندما تجتاح تلك الحزم الأرض، يمكننا اكتشاف النبضات السريعة بمعدل مئات المرات في الثانية. مع هذه المعرفة، يبحث العلماء دائمًا عن النجوم النابضة الجديدة داخل وخارج مجرة درب التبانة.
في بحث نُشر اليوم في مجلة الفيزياء الفلكية، قمنا بالتفصيل بالنتائج التي توصلنا إليها حول النجم النابض الراديوي الأكثر إشراقًا الذي تم اكتشافه خارج مجرة درب التبانة.
يقع هذا النجم النابض، المسمى PSR J0523-7125، في سحابة Magellanic الكبيرة – إحدى أقرب المجرات المجاورة – وهو أكثر سطوعًا بعشر مرات من جميع النجوم النابضة الراديوية الأخرى خارج مجرة درب التبانة. قد يكون أكثر إشراقًا من أولئك الذين بداخله.
لماذا لم يتم اكتشاف PSR J0523-7125 من قبل؟
هناك أكثر من 3300 نجم نابض راديوي معروف. 99٪ من هؤلاء يقيمون داخل مجرتنا. تم اكتشاف العديد من خلال تلسكوب باركس الراديوي الشهير التابع لـ CSIRO، Murriyang ، في نيو ساوث ويلز.
تم العثور على حوالي 30 نجمًا نابضًا لاسلكيًا خارج مجرتنا، في غيوم ماجلان. حتى الآن لا نعرف أي مجرات بعيدة.
يبحث علماء الفلك عن النجوم النابضة من خلال البحث عن إشاراتها المتكررة المميزة في بيانات التلسكوب الراديوي. هذه مهمة حسابية مكثفة. تعمل هذه الطريقة في أغلب الأحيان، ولكن قد تفشل هذه الطريقة أحيانًا إذا كان النجم النابض غير معتاد: مثل سريع جدًا، أو بطيء جدًا، أو (في هذه الحالة) إذا كان النبض عريضًا جدًا.
النبضة العريضة للغاية تقلل من “الخفقان” المميز الذي يبحث عنه علماء الفلك، ويمكن أن يجعل العثور على النجم النابض أكثر صعوبة. نحن نعلم الآن أن PSR J0523-7125 لديها شعاع عريض للغاية، وبالتالي أفلت من الكشف.
تم استكشاف سحابة ماجلان الكبيرة بواسطة تلسكوب باركس عدة مرات على مدار الخمسين عامًا الماضية، ومع ذلك لم يتم رصد هذا النجم النابض مطلقًا. فكيف تمكنا من العثور عليه؟
يظهر كائن غير عادي في بيانات ASKAP
يمكن أن تكون الحزم النابضة شديدة الاستقطاب بشكل دائري، مما يعني أن المجال الكهربائي لموجات الضوء يدور في حركة دائرية بينما تنتقل الموجات عبر الفضاء.
مثل هذه الإشارات المستقطبة دائريًا نادرة جدًا، وعادة ما تنبعث فقط من أجسام ذات مجالات مغناطيسية قوية جدًا، مثل النجوم النابضة أو النجوم القزمة.
أردنا تحديد النجوم النابضة غير العادية التي يصعب التعرف عليها بالطرق التقليدية، لذلك شرعنا في العثور عليها عن طريق تحديد الإشارات المستقطبة دائريًا.
لا تستطيع أعيننا التمييز بين الضوء المستقطب وغير المستقطب. لكن التلسكوب الراديوي ASKAP، الذي تملكه وتديره وكالة العلوم الوطنية الأسترالية CSIRO، لديه ما يعادل النظارات الشمسية المستقطبة التي يمكنها التعرف على الأحداث المستقطبة بشكل دائري.
عند النظر إلى البيانات من استبيان ASKAP Variables وSlow Transients (VAST)، لاحظ طالب جامعي جسمًا مستقطبًا دائريًا بالقرب من مركز سحابة Magellanic الكبيرة. علاوة على ذلك، غيّر هذا الكائن السطوع على مدار عدة أشهر: خاصية أخرى غير عادية جعلته فريدًا.
كان هذا غير متوقع ومثير، حيث لم يكن هناك نجم نابض أو نجم قزم معروف في هذا الموقع. لقد توصلنا إلى أن الكائن يجب أن يكون شيئًا جديدًا. لاحظنا ذلك بالعديد من التلسكوبات المختلفة، بأطوال موجية مختلفة، لمحاولة حل اللغز.
بصرف النظر عن تلسكوب باركس (موريانج)، استخدمنا مرصد نيل جيريلز سويفت الفضائي (لرصده بأطوال موجية للأشعة السينية) وتلسكوب جيميني في تشيلي (لرصده عند الأطوال الموجية للأشعة تحت الحمراء). ومع ذلك، لم نكتشف شيئًا.
لا يمكن أن يكون الجسم نجماً، لأن النجوم ستكون مرئية في الضوء البصري والأشعة تحت الحمراء. من غير المحتمل أن يكون نجمًا نابضًا طبيعيًا، حيث كان من الممكن أن يكتشف باركس النبضات. حتى تلسكوب الجوزاء لم يقدم إجابة.
في النهاية، لجأنا إلى التلسكوب الراديوي الجديد MeerKAT شديد الحساسية في جنوب إفريقيا، الذي يمتلكه ويديره مرصد علم الفلك الراديوي في جنوب إفريقيا. كشفت الملاحظات مع MeerKAT أن المصدر هو بالفعل نجم نابض جديد، PSR J0523-7125، يدور بمعدل حوالي ثلاث دورات في الثانية.
أدناه يمكنك رؤية صورة MeerKAT للنجم النابض مع “النظارات الشمسية” المستقطبة (يسار) أو مطفأة (يمين). إذا قمت بتحريك شريط التمرير، فستلاحظ أن PSR J0523-7125 هو الكائن الساطع الوحيد عند وضع النظارات.
أكد تحليلنا أيضًا موقعه داخل سحابة ماجلان الكبيرة، على بعد حوالي 160 ألف سنة ضوئية. لقد فوجئنا عندما وجدنا أن PSR J0523-7125 أكثر سطوعًا بعشر مرات من جميع النجوم النابضة الأخرى في تلك المجرة، وربما ألمع نجم نابض تم العثور عليه على الإطلاق.
ما يمكن أن تفعله التلسكوبات الجديدة
يوضح اكتشاف PSR J0523-7125 قدرتنا على العثور على النجوم النابضة “المفقودة” باستخدام هذه التقنية الجديدة.
من خلال دمج هذه الطريقة مع قدرات ASKAP وMeerKAT، يجب أن نكون قادرين على اكتشاف أنواع أخرى من النجوم النابضة المتطرفة – وربما حتى أشياء أخرى غير معروفة يصعب تفسيرها.
النجوم النابضة هي إحدى القطع المفقودة في الصورة الواسعة لمجموعات النجوم النابضة. سنحتاج إلى العثور على المزيد منها قبل أن نتمكن حقًا من فهم النجوم النابضة في إطار الفيزياء الحديثة.
هذا الاكتشاف هو مجرد البداية. أنهى ASKAP الآن استطلاعاته التجريبية ومن المتوقع أن يبدأ العمل بكامل طاقته التشغيلية في وقت لاحق من هذا العام. سيمهد هذا الطريق لمزيد من الاكتشافات، عندما تبدأ شبكة التلسكوب العالمية SKA (مصفوفة الكيلومتر المربع) بالرصد في المستقبل غير البعيد.
المصدر: thenextweb
قد يهمك:
