لاحظ علماء الفلك في اكتشافهم الأخير نجمًا نيوترونيًا يدور بسرعة مذهلة تبلغ 716 دورة في الثانية، مما يجعله واحدًا من أسرع النجوم التي تم تسجيلها على الإطلاق. يقع هذا النجم النيوتروني، الموجود في النظام الثنائي 4U 1820-30 داخل العنقود الكروي NGC 6624، على بعد حوالي 26000 سنة ضوئية من الأرض في كوكبة القوس. تم رصد سطح النجم من خلال مستكشف التركيب الداخلي للنجم النيوتروني (NICER) التابع لناسا على متن محطة الفضاء الدولية (ISS)، كما يصدر انفجارات نووية حرارية متفجرة تشبه التفجيرات الذرية.
الاكتشاف والملاحظات
اكتشف علماء من DTU Space، باستخدام البيانات التي تم جمعها بين عامي 2017 و2021، 15 انفجارًا نوويًا حراريًا على سطح النجم، يحمل أحدها توقيعًا مميزًا. مبينا تذبذبات انفجارية عند 716 هرتز. أكد هذا معدل دوران النجم، والذي يطابق معدل دوران نجم نيوتروني آخر سريع الدوران، PSR J1748–2446. وأشار جيروم تشينيفيز من DTU Space: “خلال هذه الانفجارات، يصبح النجم النيوتروني أكثر سطوعًا بما يصل إلى 100000 مرة من الشمس، ويطلق طاقة هائلة”.
الخصائص المتطرفة للنجوم النيوترونية
النجوم النيوترونية، وهي بقايا النجوم الضخمة التي استنفدت وقودها النووي، معروفة بكثافتها الشديدة ودورانها السريع. عندما ينهار نجم في مستعر أعظم، يتكثف قلبه إلى حوالي 20 كيلومترًا في القطر ولكنه يحتفظ بكتلة تصل إلى ضعف كتلة شمسنا. يؤدي هذا الانهيار السريع إلى دورانه بسرعات لا تصدق، وهي ظاهرة تفسرها نظرية الحفاظ على الزخم الزاوي. بالإضافة إلى ذلك، في الأنظمة الثنائية مثل 4U 1820-30، غالبًا ما تسحب النجوم النيوترونية المادة من النجوم المرافقة، مما يزيد من تسريع دورانها.
نظرة جديدة إلى أنظمة النجوم الثنائية
يشتمل نظام 4U 1820-30 على قزم أبيض يدور حول النجم النيوتروني بمعدل مرة كل 11 دقيقة، وهي أقصر فترة مدارية معروفة لنظام نجمي ثنائي. يساهم هذا المدار السريع في عمليات نقل المادة بشكل متكرر، مما يخلق الظروف الملائمة لتفاعلات نووية حرارية متفجرة على سطح النجم النيوتروني.
توفر هذه الاكتشافات رؤية فريدة لدورة حياة النجوم النيوترونية والديناميكيات المعقدة داخل الأنظمة الثنائية.
