کشف یک ستاره نوترونی با سیگنالهای رادیویی غیرمعمولی!!
این ستاره نوترونی تازه کشف شده ممکن است راه را برای یک کلاس کاملاً جدید از جرم ستارهای باز کند!!
کشف یک ستاره نوترونی که سیگنالهای رادیویی غیرمعمولی را منتشر می کند، درک ما را از این سیستم های ستاره ای منحصر به فرد بازنویسی می کند.
ستارگان نوترونی هستههای فروپاشیده ستارگان پرجرم هستند. آنهایی که پرتوهای تابش الکترومغناطیسی ساطع میکنند به عنوان تپاختر طبقهبندی میشوند (اعتبار تصویر: Shutterstock)
کشف یک ستاره نوترونی که سیگنالهای رادیویی غیرمعمولی را منتشر میکند، درک ما را از این سیستمهای ستارهای منحصر به فرد بازنویسی میکند.
من و همکارانم (تیم MeerTRAP) هنگام رصد منطقه Vela-X 1 کهکشان راه شیری در فاصله 1300 سال نوری از زمین با استفاده از تلسکوپ رادیویی MeerKAT در آفریقای جنوبی به این کشف دست یافتیم. ما پالس ظاهری عجیب را دیدیم که حدود 300 میلی ثانیه طول کشید.
این پالس برخی از ویژگیهای یک ستاره نوترونی رادیویی را داشت. اما این شبیه چیزی نبود که قبلا دیده بودیم.
دادههای قدیمیتر منطقه را به امید یافتن پالسهای مشابه جستوجو کردیم. جالب اینجاست که ما تعداد بیشتری از این پالسها را شناسایی کردیم که قبلاً توسط سیستم تشخیص پالس بلادرنگ ما نادیده گرفته شده بودند (از آنجایی که ما معمولاً فقط پالسهایی با طول مدت 20 تا 30 میلی ثانیه جستجو میکنیم).
تجزیه و تحلیل سریع زمان رسیدن پالسها نشان داد که آنها تقریباً هر 76 ثانیه تکرار میشوند – در حالی که بیشتر پالسهای ستاره نوترونی در عرض چند ثانیه یا حتی میلی ثانیه انجام می شود.
ستارگان نوترونی هستههای فروپاشیده ستارگان پرجرم هستند. آنهایی که پرتوهای تابش الکترومغناطیسی ساطع میکنند به عنوان تپاختر طبقهبندی میشوند (اعتبار تصویر: Shutterstock)
مشاهدات ما نشان داد که PSR J0941-4046 برخی از ویژگیهای یک “تپ اختر” یا حتی یک “مگنتار” را دارد. تپ اخترها بقایای بسیار متراکم ستارگان غول پیکر فروپاشیده هستند که معمولا امواج رادیویی را از قطبهای خود ساطع میکنند. همانطور که آنها میچرخند، پالسهای رادیویی را میتوان از زمین اندازهگیری کرد (کمی شبیه به نحوه چشمک زدن دورهای فانوس دریایی در دوردست).
با این حال، طولانیترین دوره چرخش شناخته شده برای یک تپ اختر قبل از این 23.5 ثانیه بود – که به این معنی است که ما ممکن است یک کلاس کاملاً جدید از اشیاء رادیویی را پیدا کرده باشیم. یافتههای ما امروز در Nature Astronomy منتشر شده است.
ناهنجاری در بین ستارههای نوترونی؟
با استفاده از تمام دادههای موجود از پروژههای MeerTRAP و ThunderKAT در MeerKAT، ما موفق شدیم موقعیت شی را با دقت عالی مشخص کنیم. پس از این، مشاهدات پیگیری حساستر خود را برای مطالعه منبع پالسها انجام دادیم.
شی تازه کشف شده، PSR J0941-4046، یک ستاره نوترونی کهکشانی عجیب و غریب است که رادیو تابش میکند که در مقایسه با سایر تپ اخترها بسیار کند میچرخد. نرخ پالس تپاختر فوقالعاده ثابت است و مشاهدات بعدی ما به ما این امکان را میدهد که زمان رسیدن هر پالس را تا 100 میلیونیم ثانیه پیش بینی کنیم.
جدا از ضربان نبض غیرمنتظره، PSR J0941-4046 نیز منحصر به فرد است زیرا در “قبرستان” ستاره نوترونی قرار دارد. این منطقه ای از فضا است که اصلاً انتظار نداریم هیچ گونه تشعشعات رادیویی را در آن تشخیص دهیم، زیرا این نظریه وجود دارد که ستارههای نوترونی در اینجا در پایان چرخه زندگی خود هستند و بنابراین فعال نیستند (یا کمتر فعال هستند). PSR J0941-4046 درک ما از چگونگی تولد و تکامل ستارگان نوترونی را به چالش میکشد.
همچنین جذاب است زیرا به نظر میرسد حداقل هفت شکل پالس متفاوت را ایجاد میکند، در حالی که بیشتر ستارگان نوترونی چنین تنوعی را از خود نشان نمیدهند. این تنوع در شکل پالس، و همچنین شدت پالس، احتمالاً به مکانیسم انتشار فیزیکی ناشناخته جسم مرتبط است.
یک نوع خاص از پالس ساختار شدیداً “شبه تناوبی” را نشان میدهد که نشاندهنده نوعی نوسان باعث انتشار رادیو می شود. این پالسها ممکن است اطلاعات ارزشمندی در مورد عملکرد داخلی PSR J0941-4046 در اختیار ما قرار دهند.
این پالسهای شبه تناوبی شباهتهایی به انفجارهای رادیویی سریع مرموز دارند که انفجارهای رادیویی کوتاه با منشأ ناشناخته هستند. با این حال، هنوز مشخص نیست که آیا PSR J0941-4046 نوع انرژی مشاهده شده در انفجارهای رادیویی سریع را ساطع میکند یا خیر. اگر متوجه شدیم که اینطور است، پس ممکن است PSR J0941-4046 یک “مگنتار دوره فوق العاده طولانی” باشد.
مگنتارها ستارههای نوترونی با میدانهای مغناطیسی بسیار قوی هستند که تنها تعداد انگشتشماری از آنها در بخش رادیویی طیف منتشر میشوند. در حالی که ما هنوز واقعاً یک مگنتار دوره فوقالعاده طولانی را شناسایی نکردهایم، تصور میشود که آنها منبع احتمالی انفجارهای رادیویی سریع هستند.
برخوردهای کوتاه
مشخص نیست چه مدت PSR J0941-4046 فعال بوده و در طیف رادیویی منتشر میشود، زیرا نظرسنجیهای رادیویی معمولاً دورههایی به این طولانی را جستجو نمیکنند.
ما نمی دانیم که چه تعداد از این منابع ممکن است در کهکشان وجود داشته باشد. همچنین، ما فقط میتوانیم تشعشعات رادیویی PSR J0941-4046 را برای 0.5٪ از دوره چرخش آن تشخیص دهیم – بنابراین فقط برای کسری از ثانیه برای ما قابل مشاهده است. خیلی خوش شانس هستیم که در وهله اول توانستیم آن را تشخیص دهیم.
شناسایی منابع مشابه چالش برانگیز است که به این معنی است که ممکن است جمعیت کشف نشده بزرگتری در انتظار کشف باشد. یافتههای ما همچنین به احتمال کلاس جدیدی از انتشار رادیویی میافزاید: ستاره نوترونی دوره فوق العاده طولانی. جستجوهای آینده برای اجرام مشابه برای درک ما از جمعیت ستارههای نوترونی حیاتی خواهد بود.
ترجمه: سارا سیدحاتمی
منبع:
This newly discovered neutron star might light the way for a whole new class of stellar object
https://www.space.com/newly-discovered-neutron-star-strange-radio-pulse