الثلاثاء 16 يوليو / يوليو 2024

برودة غير مألوفة.. درجة حرارة نجم نيوتروني تثير استغراب العلماء

برودة غير مألوفة.. درجة حرارة نجم نيوتروني تثير استغراب العلماء

Changed

النجم النيوتروني جسم ذو كثافة هائلة يعادل 1,4 شمس مضغوطة في كرة يبلغ قطرها من 20 إلى 30 كيلومترًا - موقع ناسا
النجم النيوتروني جسم ذو كثافة هائلة يعادل 1,4 شمس مضغوطة في كرة يبلغ قطرها من 20 إلى 30 كيلومترًا - موقع ناسا
يبلغ عمر النجم النيوتروني 841 عامًا، وهو تاريخ تؤكده الروايات التاريخية لمراقبي السماء في العصور الوسطى.

يُعتبر النجم النيوتروني J0205 البالغ عمره 841 عامًا فقط، والبالغة حرارته 2,3 مليون درجة مئوية، باردًا جدًا إلى حد لا يتوافق مع عدد كبير من النماذج التي تفسّر برودة هذه الأجسام الكونية الفريدة، وفق ما أظهرت دراسة أجراها علماء فلك إسبان.

والنجم النيوتروني عبارة عمّا بقي من انفجار نجم ضخم في نهاية حياته. وإذا تجاوزت هذه البقايا كتلة معينة، يتحول إلى ثقب أسود. وما دون هذه الكتلة يصبح نجمًا نيوترونيًا، مثل PSR J0205+6449.

وهذا النجم النيوتروني جسم ذو كثافة هائلة، يعادل 1,4 شمس مضغوطة في كرة يبلغ قطرها من 20 إلى 30 كيلومترًا. وبدوران يبلغ 15 دورة في الثانية يولّد مجالًا مغناطيسيًا قويًا، يصاحبه انبعاث أشعة سينية.

ويمتلك هذا الجزء الكوني الدوّار "معلومات فريدة عن خصائص المادة وسلوكها في الظروف القاسية للكثافة والمجالات المغناطيسية"، على ما أفادت الدراسة التي نشرتها الخميس مجلة "نيتشر أسترونومي".

برودة غير مألوفة

وهذه الظروف لا يمكن إنتاج ما يشبهها في المختبر، وقد أنشأ الفيزيائيون نماذج لها، تسمى معادلات الحالة. فهي تتيح وصف العمليات التي تحدث في قلب هذه النجوم، في الحالات التي تتفكك فيها نوى الذرات، وتتصرف مكوناتها بطرق غريبة.

وأوضح المعدّ المشارك للدراسة، عضو معهد برشلونة لعلوم الفضاء الدكتور أليسيو مارينو لوكالة "فرانس برس"، أن "درجة حرارتها مرتفعة جدًا على الورق، لكنها باردة على نحو غير مألوف بالنسبة لصغر عمرها". وليس هذا الفارق قليلًا، لأن حرارتها تصل على الأقل إلى نصف حرارة النجوم النيوترونية من العمر نفسه.

وعادة، يولد النجم "عند حرارة تبلغ نحو 500 مليار درجة، وبعد دقائق قليلة، تنخفض إلى أقل من عشرة مليارات درجة"، على ما أوضحت مديرة الأبحاث في المركز الوطني للأبحاث العلمية في مرصد ستراسبورغ ميكايلا أورتيل المتخصصة في مجال الكائنات المدمجة. وتنخفض درجة الحرارة هذه بشكل حاد مع تقدم عمر هذه النجوم، بعد مليون سنة.

سحابة متبقية من الانفجار الأصلي

وفي النموذج الحالي، تولى علماء الفلك احتساب منحنيات التبريد بحسب العمر، مما يسمح بمقارنتها بالنجوم النيوترونية. وقد حددوا هذا العمر من خلال مراقبة السحابة المتبقية من الانفجار الأصلي، الذي شهد ولادة النجوم.

وكشفت حساباتهم أن أصغرها وهو J0205، يبلغ من العمر 841 عامًا، وهو تاريخ تؤكده الروايات التاريخية لمراقبي السماء في العصور الوسطى.

أما الآخران، فيبلغ عمر الأول 7700 عام، والثاني بين 2500 و5000 عام، مع درجات حرارة تبلغ 1,9 و4,6 ملايين درجة على التوالي، أي على الأقل ضعف حجم النجوم النيوترونية المعاصرة.

ومع ذلك، فإن "تبريد النجم أمر حساس حقًا لتركيبته الداخلية"، وخصوصًا نسبة النيوترونات مقارنة بالبروتونات، وفقًا لميكايلا أورتيل التي لم تشارك في الدراسة.

وخلصت الدراسة إلى أنه بالنسبة للنجوم النيوترونية قيد النظر، يجب أن تتضمن هذه النماذج آلية تبريد سريعة، مرتبطة بتركيبة النجم.

وتتعلق أهمية هذه الدراسة بالفيزياء الأساسية، وتكمن في كونها تتيح خصوصًا فهم التفاعل القوي، وهو إحدى القوى الأساسية التي تحكم المادة في الصغر اللامتناهي. ولكن أيضًا الفيزياء الفلكية، وبالتالي الكبر اللامتناهي.

المصادر:
أ ف ب

شارك القصة

تابع القراءة