النجوم النابضة هي الجثث سريعة الدوران للنجوم الضخمة. أحد هذه الغموض: لماذا تمتلك النجوم النابضة ملايين النقاط الساخنة حول أقطابها؟ ألقت البيانات الجديدة من مرصد XMM-Newton X-Ray التابع لوكالة الفضاء الأوروبية (ESA) بظلال من الشك على النظرية القائلة بأن الجزيئات المشحونة تتصادم مع سطح النجم النابض عند أقطابه. فشل XMM-Newton في رؤية انبعاثات الأشعة السينية في العديد من النجوم النابضة القديمة التي كان يجب أن تكون مشرقة جدًا إذا كانت الجسيمات تتصادم باستمرار.
أظهرت الحساسية الفائقة لمرصد الأشعة السينية XMM-Newton التابع لوكالة ESA أن النظرية السائدة حول كيفية توليد الجثث النجمية ، والمعروفة باسم النجوم النابضة ، تحتاج إلى مراجعة الأشعة السينية. على وجه الخصوص ، قد تأتي الطاقة اللازمة لتوليد النقاط الساخنة القطبية بملايين درجات المشاهدة على النجوم النيوترونية الباردة في الغالب من داخل النجم النابض ، وليس من الخارج.
قبل تسعة وثلاثين عامًا ، اكتشف فلكي كامبريدج جوسلين بيل-بيرنيل وأنطوني هيويش النجوم النابضة. هذه الأجرام السماوية هي النوى المغنطيسية القوية للنجوم الميتة ، يبلغ قطر كل منها 20 كيلومترًا فقط ولكنها تحتوي على 1.4 ضعف كتلة الشمس تقريبًا. حتى اليوم ، يحيرون الفلكيين في جميع أنحاء العالم.
يقول Werner Becker ، معهد ماكس بلانك للفيزياء الخارجية ، Garching ، ألمانيا: "لا تزال نظرية الكيفية التي تنبعث بها النجوم النابضة إشعاعها في بدايتها ، حتى بعد ما يقرب من أربعين عامًا من العمل". هناك العديد من النماذج ولكن لا توجد نظرية مقبولة. الآن ، وبفضل ملاحظات XMM-Newton الجديدة ، ربما وجد بيكر وزملاؤه جزءًا مهمًا من اللغز سيساعد المنظرين على تفسير لماذا تحتوي النجوم النيوترونية الباردة على نقاط ساخنة في مناطقها القطبية.
تتكون النجوم النيوترونية بدرجات حرارة تزيد عن مليار (1012 كلفن) أثناء انهيار النجوم الضخمة. بمجرد ولادتهم ، يبدأون في التبريد. يجب أن تعتمد كيفية تبريدها على الخصائص الفيزيائية للمادة فائقة الكثافة داخلها.
أظهرت الملاحظات مع الأقمار الصناعية السابقة للأشعة السينية أن الأشعة السينية من النجوم النيوترونية المبردة تأتي من ثلاث مناطق من النجم النابض. أولاً ، السطح كله ساخن جدًا لدرجة أنه يصدر أشعة سينية. ثانيًا ، توجد جسيمات مشحونة في المحيط المغناطيسي النابض تنبعث أيضًا أشعة سينية أثناء تحركها إلى الخارج ، على طول خطوط المجال المغناطيسي. ثالثًا ، والأهم من ذلك بالنسبة لهذا الاستقصاء الأخير ، تظهر النجوم النابضة الأصغر نقاطًا بالأشعة السينية في أقطابها.
حتى الآن ، اعتقد الفلكيون أن النقاط الساخنة تنتج عندما تتصادم الجسيمات المشحونة مع سطح النجم النابض في القطبين. ومع ذلك ، ألقت أحدث نتائج XMM-Newton بظلال من الشك على هذا الرأي.
التقطت XMM-Newton مشاهد تفصيلية لانبعاث الأشعة السينية من خمسة نبضات ، كل منها يعود إلى عدة ملايين من السنين. "لا يمكن لأقمار صناعية أخرى تعمل بالأشعة السينية القيام بهذا العمل. يقول بيكر: "إن XMM-Newton فقط هي القادرة على مراقبة تفاصيل انبعاث الأشعة السينية". لم يجد هو ومعاونيه أي دليل على انبعاث السطح ، ولا على النقاط الساخنة القطبية ، على الرغم من أنهم رأوا انبعاثًا من الجسيمات المتحركة خارجيًا.
عدم وجود انبعاث سطحي ليس مفاجئا. في عدة ملايين من السنين منذ ولادتها ، هبطت هذه النجوم النابضة من مليارات الدرجات إلى أقل من 500000 درجة مئوية ، مما يعني أن انبعاث الأشعة السينية على السطح قد تلاشى من الرؤية.
ومع ذلك ، فإن عدم وجود نقاط ساخنة قطبية في النجوم النابضة القديمة يمثل مفاجأة كبيرة ويظهر أن تسخين المناطق السطحية القطبية عن طريق قصف الجسيمات ليس فعالًا بما يكفي لإنتاج مكون حراري كبير للأشعة السينية. يقول بيكر: "في حالة النجم النابض البالغ من العمر ثلاثة ملايين عام PSR B1929 + 10 ، فإن المساهمة من أي منطقة قطبية ساخنة أقل من سبعة بالمائة من إجمالي تدفق الأشعة السينية المكتشف".
يبدو أن وجهة النظر التقليدية ليست الطريقة الوحيدة للنظر في المشكلة. النظرية البديلة هي أن الحرارة المحبوسة في النجم النابض منذ ولادته سيتم توجيهها إلى القطبين بواسطة المجال المغناطيسي المكثف داخل النجم النابض. وذلك لأن الحرارة تحمل على الإلكترونات ، المشحونة كهربائيًا ، وبالتالي سيتم توجيهها بواسطة المجالات المغناطيسية.
وهذا يعني أن البقع الساخنة القطبية في النجوم النابضة الصغيرة تنتج في الغالب من الحرارة داخل النجم النابض ، بدلاً من اصطدام الجسيمات من خارج النجم النابض. وبالتالي سوف تتلاشى من الرؤية بنفس طريقة انبعاث السطح الواسع. يقول بيكر: "لا تزال هذه النظرة قيد المناقشة ، لكنها مدعومة كثيرًا بملاحظات XMM-Newton الجديدة".
منذ ما يقرب من أربعين عامًا منذ اكتشاف النجوم النابضة ، يبدو أن النجوم النابضة القديمة لا تزال لديها حيل جديدة لتعليم الفلكيين.
المصدر الأصلي: بيان صحفي لوكالة الفضاء الأوروبية
