18 يناير 2024
(أخبار Nanowerkاستخدم فريق دولي من علماء الفلك، بقيادة باحثين من معهد ماكس بلانك لعلم الفلك الراديوي، التلسكوب الراديوي ميركات لاكتشاف جسم مثير للاهتمام ذو طبيعة غير معروفة في العنقود الكروي NGC 1851. الجسم الضخم أثقل من أثقل نيوترون. نجوم معروفة ولكنها في الوقت نفسه أخف من أخف الثقوب السوداء المعروفة، وتدور حول نجم نابض سريع الدوران بالميلي ثانية. قد يكون هذا هو الاكتشاف الأول للنجم النابض الراديوي المرغوب بشدة – الثقب الأسود الثنائي؛ اقتران نجمي من شأنه أن يسمح بإجراء اختبارات جديدة للنسبية العامة لأينشتاين.
النجوم النيوترونية، البقايا فائقة الكثافة لانفجار المستعر الأعظم، لا يمكن أن تكون ثقيلة جدًا. وبمجرد أن تكتسب كتلة كبيرة جدًا، ربما عن طريق استهلاك نجم آخر أو ربما عن طريق الاصطدام بنجم آخر من نوعها، فسوف تنهار. ما تصبح عليه بالضبط بمجرد انهيارها هو سبب الكثير من التكهنات، مع اقتراح نكهات برية ورائعة مختلفة للنجوم الغريبة.
ومع ذلك، فإن الرأي السائد هو أن النجوم النيوترونية تنهار لتتحول إلى ثقوب سوداء، وهي أجسام تتمتع بجاذبية شديدة لدرجة أنه حتى الضوء لا يستطيع الإفلات منها. تخبرنا النظرية، المدعومة بالملاحظة، أن أخف الثقوب السوداء التي يمكن أن تنشأ عن انهيار النجوم هي أكبر بحوالي 5 مرات من الشمس. وهذا أكبر بكثير من 2.2 مرة كتلة الشمس المطلوبة لانهيار النجم النيوتروني، مما يؤدي إلى ما يعرف باسم فجوة كتلة الثقب الأسود.
إن طبيعة الأجسام المدمجة في هذه الفجوة الكتلية غير معروفة، وقد أثبتت الدراسات التفصيلية حتى الآن أنها تمثل تحديًا بسبب لمحات عابرة فقط عن مثل هذه الأجسام التي تم رصدها في عمليات رصد أحداث اندماج موجات الجاذبية في الكون البعيد.
إن اكتشاف جسم ما في هذه الفجوة الجماعية في مجرتنا من قبل فريق من علماء الفلك من Transients and Pulsars الدولية بالتعاون مع MeerKAT (TRAPUM) قد يساعد أخيرًا في فهم هذه الأجسام. أعمالهم نشرت في المجلة علوم ("نجم نابض في شكل ثنائي مع جسم مضغوط في فجوة الكتلة بين النجوم النيوترونية والثقوب السوداء") ، تقارير عن زوج ضخم من النجوم المدمجة في العنقود الكروي NGC 1851 في كوكبة كولومبا الجنوبية (الحمامة).
وباستخدام التلسكوب الراديوي الحساس MeerKAT في جنوب أفريقيا، إلى جانب الأجهزة القوية التي صممها مهندسون في معهد ماكس بلانك لعلم الفلك الراديوي (MPIfR) في بون، ألمانيا، تمكنوا من اكتشاف نبضات خافتة من أحد النجوم، والتعرف عليها. باعتباره نجمًا نابضًا راديويًا، وهو نوع من النجوم النيوترونية الذي يدور بسرعة ويطلق أشعة من الضوء الراديوي إلى الكون مثل المنارة الكونية.
تصور فني للنظام على افتراض أن النجم المرافق الضخم هو ثقب أسود. ألمع نجم الخلفية هو رفيقه المداري، النجم النابض الراديوي PSR J0514-4002E. وتفصل بين النجمين مسافة 8 ملايين كيلومتر. (الصورة: دانييل فوتسيلار، artsource.nl)
يدور هذا النجم النابض، المسمى PSR J0514-4002E، أكثر من 170 مرة في الثانية، مع كل دورة تنتج نبضًا إيقاعيًا، مثل دقات الساعة. من خلال ملاحظة التغيرات الصغيرة في هذه التكتكة مع مرور الوقت، باستخدام تقنية تسمى توقيت النجم النابض، تمكنوا من إجراء قياسات دقيقة للغاية لحركته المدارية.
يقول إيوان بار، الذي قاد الدراسة مع زميله في MPIfR وفريقه: "فكر في الأمر مثل القدرة على إسقاط ساعة توقيت مثالية تقريبًا في مدار حول نجم يبعد حوالي 40,000 ألف سنة ضوئية، ومن ثم القدرة على توقيت تلك المدارات بدقة ميكروثانية". مرشحة الدكتوراه أرونيما دوتا.
كما سمح التوقيت المنتظم بقياس دقيق للغاية لموقع النظام، مما يدل على أن الجسم الموجود في مدار النجم النابض لم يكن نجمًا عاديًا - فهو غير مرئي في صور تلسكوب هابل الفضائي NGC 1851 - وبالتالي فهو بقايا كثيفة للغاية من نجم منهار. نجمة. علاوة على ذلك، أظهر التغير الملحوظ مع مرور الوقت لأقرب نقطة اقتراب بين النجمين (المحيط) أن النجم المرافق لديه كتلة أكبر من كتلة أي نجم نيوتروني معروف ومع ذلك أصغر من كتلة أي ثقب أسود معروف. وضعها بشكل مباشر في فجوة كتلة الثقب الأسود.
"مهما كان هذا الجسم، فهو خبر مثير" - يقول باولو فريري، من MPIfR. "إذا كان ثقبًا أسودًا، فسيكون أول نجم نابض - نظام ثقب أسود معروف، والذي كان بمثابة الكأس المقدسة لعلم فلك النجوم النابضة لعقود من الزمن! إذا كان نجمًا نيوترونيًا، فسيكون لذلك آثارًا أساسية على فهمنا للحالة المجهولة للمادة بهذه الكثافات المذهلة!»
يقترح الفريق أن تشكل الجسم الضخم، واقترانه اللاحق بالنجم النابض الراديوي سريع الدوران في مدار ضيق، هو نتيجة لتاريخ تكوين غريب إلى حد ما (الشكل 1). 3) ممكن فقط بسبب بيئتها المحلية الخاصة. تم العثور على هذا النظام في العنقود الكروي NGC 1851، وهو عبارة عن مجموعة كثيفة من النجوم القديمة المتراصة بشكل أكثر إحكامًا من النجوم الموجودة في بقية المجرة. هنا، يكون الجو مزدحمًا جدًا لدرجة أن النجوم يمكن أن تتفاعل مع بعضها البعض، مما يؤدي إلى تعطيل المدارات وفي الحالات القصوى الاصطدام.
إنه أحد هذه الاصطدامات بين نجمين نيوترونيين يُقترح أنه أدى إلى إنشاء الجسم الضخم الذي يدور الآن حول النجم النابض الراديوي. ومع ذلك، قبل إنشاء الثنائي الحالي، يجب أن يكون النجم النابض الراديوي قد حصل أولاً على مادة من نجم مانح في ما يسمى ثنائي الأشعة السينية منخفض الكتلة. هناك حاجة إلى عملية "إعادة التدوير" هذه لتدوير النجم النابض إلى معدل دورانه الحالي. ويعتقد الفريق أن هذا النجم المانح قد تم استبداله بعد ذلك بالجسم الضخم الحالي فيما يسمى بلقاء التبادل.
يقول توماس توريس من جامعة ألبورج في الدنمارك: "هذا هو النجم النابض الثنائي الأكثر غرابة الذي تم اكتشافه حتى الآن". "إن تاريخ تكوينها الطويل والمعقد يدفع إلى حدود خيالنا".
في حين أن الفريق لا يستطيع أن يقول بشكل قاطع ما إذا كانوا قد اكتشفوا أضخم نجم نيوتروني معروف، أو أخف ثقب أسود معروف أو حتى نوع جديد من النجوم الغريبة، فإن الأمر المؤكد هو أنهم اكتشفوا مختبرًا فريدًا لسبر خصائص المادة تحت معظم النجوم. الظروف القاسية في الكون.
يقول أرونيما دوتا: "لم ننته بعد من هذا النظام".
تصور فني للنظام على افتراض أن النجم المرافق الضخم هو ثقب أسود. ألمع نجم الخلفية هو رفيقه المداري، النجم النابض الراديوي PSR J0514-4002E. وتفصل بين النجمين مسافة 8 ملايين كيلومتر. (الصورة: دانييل فوتسيلار، artsource.nl)
يدور هذا النجم النابض، المسمى PSR J0514-4002E، أكثر من 170 مرة في الثانية، مع كل دورة تنتج نبضًا إيقاعيًا، مثل دقات الساعة. من خلال ملاحظة التغيرات الصغيرة في هذه التكتكة مع مرور الوقت، باستخدام تقنية تسمى توقيت النجم النابض، تمكنوا من إجراء قياسات دقيقة للغاية لحركته المدارية.
يقول إيوان بار، الذي قاد الدراسة مع زميله في MPIfR وفريقه: "فكر في الأمر مثل القدرة على إسقاط ساعة توقيت مثالية تقريبًا في مدار حول نجم يبعد حوالي 40,000 ألف سنة ضوئية، ومن ثم القدرة على توقيت تلك المدارات بدقة ميكروثانية". مرشحة الدكتوراه أرونيما دوتا.
كما سمح التوقيت المنتظم بقياس دقيق للغاية لموقع النظام، مما يدل على أن الجسم الموجود في مدار النجم النابض لم يكن نجمًا عاديًا - فهو غير مرئي في صور تلسكوب هابل الفضائي NGC 1851 - وبالتالي فهو بقايا كثيفة للغاية من نجم منهار. نجمة. علاوة على ذلك، أظهر التغير الملحوظ مع مرور الوقت لأقرب نقطة اقتراب بين النجمين (المحيط) أن النجم المرافق لديه كتلة أكبر من كتلة أي نجم نيوتروني معروف ومع ذلك أصغر من كتلة أي ثقب أسود معروف. وضعها بشكل مباشر في فجوة كتلة الثقب الأسود.
"مهما كان هذا الجسم، فهو خبر مثير" - يقول باولو فريري، من MPIfR. "إذا كان ثقبًا أسودًا، فسيكون أول نجم نابض - نظام ثقب أسود معروف، والذي كان بمثابة الكأس المقدسة لعلم فلك النجوم النابضة لعقود من الزمن! إذا كان نجمًا نيوترونيًا، فسيكون لذلك آثارًا أساسية على فهمنا للحالة المجهولة للمادة بهذه الكثافات المذهلة!»
يقترح الفريق أن تشكل الجسم الضخم، واقترانه اللاحق بالنجم النابض الراديوي سريع الدوران في مدار ضيق، هو نتيجة لتاريخ تكوين غريب إلى حد ما (الشكل 1). 3) ممكن فقط بسبب بيئتها المحلية الخاصة. تم العثور على هذا النظام في العنقود الكروي NGC 1851، وهو عبارة عن مجموعة كثيفة من النجوم القديمة المتراصة بشكل أكثر إحكامًا من النجوم الموجودة في بقية المجرة. هنا، يكون الجو مزدحمًا جدًا لدرجة أن النجوم يمكن أن تتفاعل مع بعضها البعض، مما يؤدي إلى تعطيل المدارات وفي الحالات القصوى الاصطدام.
إنه أحد هذه الاصطدامات بين نجمين نيوترونيين يُقترح أنه أدى إلى إنشاء الجسم الضخم الذي يدور الآن حول النجم النابض الراديوي. ومع ذلك، قبل إنشاء الثنائي الحالي، يجب أن يكون النجم النابض الراديوي قد حصل أولاً على مادة من نجم مانح في ما يسمى ثنائي الأشعة السينية منخفض الكتلة. هناك حاجة إلى عملية "إعادة التدوير" هذه لتدوير النجم النابض إلى معدل دورانه الحالي. ويعتقد الفريق أن هذا النجم المانح قد تم استبداله بعد ذلك بالجسم الضخم الحالي فيما يسمى بلقاء التبادل.
يقول توماس توريس من جامعة ألبورج في الدنمارك: "هذا هو النجم النابض الثنائي الأكثر غرابة الذي تم اكتشافه حتى الآن". "إن تاريخ تكوينها الطويل والمعقد يدفع إلى حدود خيالنا".
في حين أن الفريق لا يستطيع أن يقول بشكل قاطع ما إذا كانوا قد اكتشفوا أضخم نجم نيوتروني معروف، أو أخف ثقب أسود معروف أو حتى نوع جديد من النجوم الغريبة، فإن الأمر المؤكد هو أنهم اكتشفوا مختبرًا فريدًا لسبر خصائص المادة تحت معظم النجوم. الظروف القاسية في الكون.
يقول أرونيما دوتا: "لم ننته بعد من هذا النظام".
- محتوى مدعوم من تحسين محركات البحث وتوزيع العلاقات العامة. تضخيم اليوم.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. تمكين نفسك. الوصول هنا.
- أفلاطونايستريم. ذكاء Web3. تضخيم المعرفة. الوصول هنا.
- أفلاطون كربون، كلينتك ، الطاقة، بيئة، شمسي، إدارة المخلفات. الوصول هنا.
- أفلاطون هيلث. التكنولوجيا الحيوية وذكاء التجارب السريرية. الوصول هنا.
- المصدر https://www.nanowerk.com/news2/space/newsid=64455.php
