دانشمندان ستاره نوترونی را کشف کردند که با نابودی یک سیارک دچار مشکل شده و  انفجار درخشانی بوجود آورد!!

ستاره مغناطیسی قدرتمند یک انفجار رادیویی سریع ایجاد کرد و سرعت چرخش خود را در حین جدا کردن سنگ فضایی تغییر داد.

یک انفجار واقعی از یک ستاره نوترونی مغناطیسی قدرتی مشابه انفجاری ایجاد کرد که در هنگام نابودی یک سیارک توسط مگنتار ایجاد می‌شود (اعتبار تصویر: مرکز پرواز فضایی گوددارد ناسا/کریس اسمیت (USRA))

یک مطالعه جدید نشان می‌دهد که یک ستاره نوترونی به سرعت در حال چرخش با یک میدان مغناطیسی فوق‌العاده قدرتمند هنگام نابودی یک سنگ فضایی دچار مشکل شد.

ستاره نوترونی SGR 1935+2154 که در فاصله 30000 سال نوری از ما در نزدیکی مرکز کهکشان راه شیری قرار دارد، به نظر می‌رسد که با تغییر بسیار مختصر سرعت منطقی خود پس از کشاندن یک سیارک توسط گرانش خود و نابودی آن، دچار مشکل شده است. این اشکال شامل تغییر سرعت چرخش ستاره و همچنین انتشار یک انفجار رادیویی سریع (FRB) بود که یک انفجار قدرتمند رادیویی بود.

در یک مطالعه جدید بر روی این ستاره، اخترشناسان در نهایت می‌توانند این انفجارهای اسرارآمیز انرژی رادیویی را به این اجساد ستاره‌های خشن معروف به مگنتارها متصل کنند.

مانند همه ستارگان نوترونی، مگنتارها زمانی متولد می‌شوند که سوخت یک ستاره پرجرم برای همجوشی هسته‌ای تمام می‌شود – فرآیندی که انرژی بیرونی مورد نیاز برای جلوگیری از فروپاشی یک ستاره تحت گرانش خود را ایجاد می‌کند.

همانطور که لایه‌های بیرونی ستاره توسط یک ابرنواختر یا انفجار ستاره‌ای قدرتمند از هم جدا می‌شوند، هسته داخلی فرو می‌ریزد و بقایای ستاره‌ای به وجود می‌آید (بنابراین یک قاشق چای‌خوری ماده ستاره نوترونی که به زمین آورده می شود 1 بیلیون تن وزن دارد.)

این فروپاشی همچنین خطوط میدان مغناطیسی ستاره در حال مرگ را به هم می فشارد و قوی‌ترین میدان‌های مغناطیسی جهان را ایجاد می‌کند. از این رو، این نوع ستاره نوترونی که دارای میدان مغناطیسی قدرتمندی است به عنوان مگنتار شناخته می‌شود.

تصویری از مگنتار. (اعتبار تصویر: ICRAR)

در همین حال، FRBها از زمانی که اولین بار، انفجار لوریمر، در سال 2007 مشاهده شد، چیزی شبیه به یک معما بوده است. در سال 2020، اخترشناسان دو FRB با آتش سریع را مشاهده کردند که از کهکشان راه شیری می‌آمدند.

اگرچه ارتباط بین مگنتارها و FRBها برقرار شد، اما دانشمندان هنوز روشن نبودند که این مکانیسم پشت این پیوند واقعاً چیست.

تصویر هنری از تلسکوپ رادیویی کروی با دیافراگم پانصد متری که یک انفجار رادیویی سریع از یک کهکشان مارپیچی میله‌ای دوردست را تشخیص می‌دهد. (اعتبار تصویر: Jingchuan Yu)

مطالعه جدید نشان می‌دهد که مگنتارها می‌توانند FRB تولید کنند، زمانی که نفوذ گرانشی عظیم آنها نیروهای جزر و مدی عظیمی را در یک سیارک به‌قدری عظیم ایجاد کند که سنگ فضایی از هم جدا شود. (همان اثر در اطراف سیاهچاله‌ها در رویدادهای اختلال جزر و مدی دیده می‌شود؛ وقتی ستاره‌ای بیش از حد به تیتان کیهانی نزدیک می‌شود، تأثیر گرانشی آن ستاره را خرد می‌کند.)

از آنجا که ستارگان نوترونی اساساً بقایای ستارگان مرده هستند، امکان‌پذیر است که آنها توسط بقایای منظومه‌های سیاره‌ای خود احاطه شوند. اگر این مناطق شبیه منظومه شمسی ما باشند، این زباله‌ها شامل سیارکها نیز می‌شود.

اگر یک سیارک توسط گرانش مگنتار به داخل کشیده شود و از بین برود، تکانه‌ای که سنگ فضایی با خود در منظومه سیاره‌ای مرده خود حمل می‌کند نیز به دلیل قوانین فیزیک نمی‌تواند محو شود. بنابراین، اشکال در سرعت مگنتار از تکانه حمل شده توسط سیارک در حال انتقال به مگنتار ناشی می‌شود.

اگر سیارک در همان جهتی باشد که ستاره نوترونی می‌چرخد، این عمل چرخش باقیمانده ستاره‌ای متراکم را به سمت بالا تسریع می‌کند. اگر سیارک در جهت مخالف چرخش مگنتار حرکت می‌کرد، تکانه زاویه‌ای منتقل شده چرخش آن را کاهش می‌دهد.

بقایای سیارک نابود شده متعاقباً توسط میدان مغناطیسی شدید مگنتار به دام می‌افتد و باعث می‌شود خطوط میدان در هم بپیچند، بشکنند و دوباره به هم وصل شوند. این فرآیند که اتصال مجدد مغناطیسی نامیده می‌شود، FRB را منفجر می کند.

نمایش گرافیکی از سیارک 2023 DW، که نسبتا نزدیک به زمین است. سیارک‌های دورتر ممکن است از طریق تأثیرپذیری از اجرام بزرگ، مانند ستاره‌ها، قابل مشاهده باشند. (اعتبار تصویر: ناسا)

در نهایت، آنچه از سنگ فضایی باقی می‌ماند به سطح ستاره نوترونی می‌افتد. به گفته ناسا، گرانش یکی از این بقایای ستاره‌ای آنقدر زیاد است که جسمی با جرم مارشمالو که به سطح آن می‌افتد، انرژی معادل انفجار 1000 بمب هیدروژنی را آزاد می‌کند.

این بدان معناست که برخورد مواد سیارکی به سطح ستاره نوترونی باید شعله‌های انرژی قدرتمندی در فرکانس‌های مختلف نور ایجاد کند که می‌تواند توسط ستاره شناسان مشاهده شود. دانشمندان می‌توانند به یافتن سیارک‌های بیشتری کمک کنند که توسط مگنتارها تحت تاثیر قرار می‌گیرند، در نتیجه ارتباط بین این ستاره‌های نوترونی و رویدادهای مخربی تقویت می‌کنند که آنها برای ایجاد FRB ایجاد می‌کنند.

ترجمه: سارا سیدحاتمی

منبع:

Scientists discover ‘glitched’ neutron star that obliterated an asteroid, then fired off a brilliant explosion

By Robert Lea

https://www.space.com/magnetic-star-asteroid-glitch-fast-radio-burst