تلسکوپ نایسر ناسا نقاط داغ را روی یک مگنتار می‌بیند!!

دانشمندان فکر می‌کنند که نقاط داغ SGR 1830 به احتمال زیاد شبیه پایه‌های حلقه‌های تاجی هستند که اغلب در خورشید دیده می‌شوند. در این نمای فرابنفش از رصدخانه دینامیک خورشیدی ناسا، حلقه‌هایی از گاز یونیزه شده میدان‌های مغناطیسی بیرون‌آمده از سطح خورشید را ردیابی می‌کنند. اعتبار: NASA/SDO

برای اولین بار، کاوشگر ترکیب داخلی ستاره نوترونی ناسا (NICER) ادغام نقاط پرتو ایکس چند میلیون درجه‌ای را روی سطح مگنتار مشاهده کرد، یک هسته ستاره‌ای ابر مغناطیسی که بزرگتر از یک شهر نیست.

جورج یونیس، محقق دانشگاه جورج واشنگتن در واشنگتن و مرکز پرواز فضایی گوددارد ناسا در گرین‌بلت، مریلند می‌گوید: “نایسر سه نقطه داغ پرنور پرتو ایکس را ردیابی کرد که به آرامی در سطح جسم پرسه می‌زدند و در عین حال اندازه آنها کاهش می‌یافت” “بزرگترین نقطه در نهایت با یک نقطه کوچکتر ترکیب شد، چیزی که قبلا ندیده بودیم.”

این مجموعه منحصربه‌فرد مشاهدات، به دانشمندان کمک می‌کند تا درک کامل‌تری از فعل و انفعال بین پوسته و میدان مغناطیسی این اجرام خشن داشته باشند.

مگنتار نوعی ستاره نوترونی ایزوله است، هسته له شده‌ای که پس از انفجار یک ستاره پرجرم باقی می‌ماند. یک ستاره نوترونی با متراکم کردن جرمی بیشتر از خورشید به توپی به وسعت حدود 12 مایل (20 کیلومتر) از ماده به قدری متراکم ساخته شده است که وزن یک قاشق چایخوری از آن به اندازه یک کوه روی زمین است.

چیزی که مگنتارها را متمایز می‌کند این است که آن‌ها قوی‌ترین میدان‌های مغناطیسی شناخته‌شده، تا 10 تریلیون برابر شدیدتر از آهن‌ربای یخچال و هزار بار قوی‌تر از یک ستاره نوترونی معمولی را دارند. میدان مغناطیسی نشان‌دهنده انبار عظیمی از انرژی است که وقتی مختل می‌شود، می‌تواند طغیان فعالیت‌های پرتو ایکس را نیرو دهد که از ماه‌ها تا سال‌ها طول می‌کشد.

در 10 اکتبر 2020، رصدخانه سوئیفت نیل گرلز ناسا چنین فورانی را از یک مگنتار جدید به نام SGR 1830-0645 (به اختصار SGR 1830) کشف کرد. این جرم در صورت فلکی Scutum قرار دارد و اگرچه فاصله آن به طور دقیق مشخص نیست، ستاره‌شناسان تخمین می‌زنند که این جرم حدود 13000 سال نوری از ما فاصله دارد. سوئیفت تلسکوپ اشعه ایکس خود را به سمت منبع چرخاند و پالس‌های مکرر را شناسایی کرد که نشان می‌داد شیء هر 10.4 ثانیه در حال چرخش است.

اندازه‌گیری‌های نایسر در همان روز نشان می‌دهد که تابش اشعه ایکس سه قله نزدیک را نشان می‌دهد. آنها زمانی ایجاد شدند که سه ناحیه سطحی بسیار گرمتر از محیط اطرافشان به داخل و خارج از دید ما چرخیدند.

نایسر SGR 1830 را تقریباً هر روز از زمان کشف آن تا 17 نوامبر رصد می‌کرد و پس از آن خورشید برای رصد ایمن بسیار نزدیک به میدان دید بود. در طی این دوره، پیک‌های انتشار به تدریج جابه جا شدند و در زمان‌های کمی متفاوت در چرخش مگنتار اتفاق افتادند. نتایج به نفع مدلی است که در آن لکه‌ها در نتیجه حرکت پوسته شکل می‌گیرند و حرکت می‌کنند، تقریباً به همان روشی که حرکت صفحات تکتونیکی روی زمین باعث ایجاد فعالیت لرزه‌ای می‌شود.

سام لندر، اخترفیزیکدان دانشگاه East Anglia در نورویچ بریتانیا و یکی از نویسندگان این مقاله می‌گوید: پوسته یک ستاره نوترونی بسیار قوی است، اما میدان مغناطیسی شدید یک مگنتار می‌تواند آن را فراتر از حد خود تحت فشار قرار دهد.”درک این فرآیند یک چالش بزرگ برای نظریه‌پردازان است و اکنون نایسر و SGR 1830 نگاهی بسیار مستقیم‌تر به نحوه رفتار پوسته تحت فشار شدید به ما ارائه کرده‌اند.”

این تیم فکر می‌کند که این مشاهدات یک منطقه فعال واحد را نشان می‌دهد که در آن پوسته تا حدی مذاب شده است و به آرامی تحت فشار مغناطیسی تغییر شکل می‌دهد. سه نقطه داغ متحرک احتمالاً مکان‌هایی را نشان می‌دهند که حلقه‌های تاجی – شبیه به کمان‌های درخشان پلاسمایی که در خورشید دیده می‌شوند – به سطح متصل می‌شوند. فعل و انفعال بین حلقه‌ها و حرکت پوسته باعث ایجاد رفتار رانش و ادغام می‌شود.

زاون آرزومانیان، سرپرست نایسر در گوددارد می‌گوید: «تغییرات در شکل پالس، از جمله کاهش تعداد قله‌ها، قبلاً تنها در چند مشاهدات «عکس فوری» دیده شده بود که به طور گسترده در زمان جدا شده بودند، بنابراین هیچ راهی برای ردیابی تکامل آنها وجود نداشت. چنین تغییراتی می‌توانست به طور ناگهانی رخ دهد که با یک میدان مغناطیسی تندرو سازگارتر از نقاط داغ سرگردان خواهد بود.

نایسر یک ماموریت در برنامه کاوشگران ناسا است که فرصتهای پرواز مکرر را برای تحقیقات علمی در سطح جهانی از فضا با استفاده از رویکردهای مدیریتی نوآورانه و کارآمد در حوزه‌های علم هلیوفیزیک و اخترفیزیک فراهم می‌کند. اداره ماموریت فناوری فضایی ناسا از مؤلفه SEXTANT این مأموریت پشتیبانی می‌کند و ناوبری فضاپیما مبتنی بر تپ اختر را نشان می‌دهد.

ترجمه: سارا سیدحاتمی

منبع:

NASA’s NICER telescope sees hot spots merge on a magnetar

by Francis Reddy, NASA’s Goddard Space Flight Center MARCH 8, 2022

https://phys.org/news/2022-03-nasa-nicer-telescope-hot-merge.html