تم التقاط Pulsar RX J0720.4-3125 بواسطة XMM-Newton. اضغط للتكبير
حدد موقع تلسكوب الأشعة السينية المداري التابع لوكالة الفضاء الأوروبية ، المرصد الفضائي XMM-Newton ، نجمًا نيوترونيًا خارج نطاق السيطرة. درجة حرارة الجسم الإجمالية لا تتغير ، فهي تنهار فقط ، وتعرض مناطق مختلفة ببطء للمراقبين هنا على الأرض - مثل الذروة المتذبذبة. ستساعد هذه الملاحظات علماء الفلك على فهم بعض العمليات الداخلية التي تحكم هذه الأنواع من الأشياء.
باستخدام بيانات من مرصد الأشعة السينية XMM-Newton التابع لوكالة الفضاء الأوروبية ، اكتشفت مجموعة دولية من علماء الفيزياء الفلكية أن أحد النجوم النيوترونية الدوارة لا يبدو أنه العضو الدوار المستقر الذي يتوقعه العلماء. تعد هذه الملاحظات بالأشعة السينية بإعطاء رؤى جديدة حول التطور الحراري وأخيرًا البنية الداخلية للنجوم النيوترونية.
تُعرف النجوم النيوترونية الدوارة ، والمعروفة أيضًا باسم النجوم النابضة ، بأنها دوارات مستقرة للغاية. بفضل إشاراتها الدورية ، المنبعثة إما في الراديو أو في الطول الموجي للأشعة السينية ، يمكن أن تكون بمثابة "ساعات" فلكية دقيقة للغاية.
وجد العلماء أنه على مدى السنوات الأربع والنصف الماضية ، استمرت درجة حرارة جسم غامض واحد ، اسمه RX J0720.4-3125 ، في الارتفاع. ومع ذلك ، فقد أظهرت ملاحظات حديثة جدًا أن هذا الاتجاه انعكس وأن درجة الحرارة تتناقص الآن.
وفقًا للعلماء ، لا يرجع هذا التأثير إلى اختلاف حقيقي في درجة الحرارة ، ولكن بدلاً من ذلك إلى تغيير هندسة المشاهدة. من المحتمل أن تكون RX J0720.4-3125 "مسبقة" ، أي أنها تتدهور ببطء ، وبالتالي ، بمرور الوقت ، تعرض للمراقبين مناطق مختلفة من السطح.
النجوم النيوترونية هي إحدى نقاط النهاية للتطور النجمي. مع كتلة مماثلة لكتلة شمسنا محصورة في كرة قطرها 20-40 كم ، فإن كثافتها أعلى إلى حد ما من نواة الذرة - مليار طن لكل سنتيمتر مكعب. بعد فترة وجيزة من ولادتهم في انفجار مستعر أعظم ، تكون درجة حرارتهم في حدود 1 000 000 درجة مئوية ويقع الجزء الأكبر من انبعاثهم الحراري في نطاق الأشعة السينية للطيف الكهرومغناطيسي. النجوم النيوترونية الشابة المعزولة تبرد ببطء وتستغرق مليون سنة قبل أن تصبح باردة جدًا بحيث لا يمكن ملاحظتها في الأشعة السينية.
من المعروف أن النجوم النيوترونية تمتلك حقولًا مغناطيسية قوية جدًا ، عادةً ما تكون أقوى بعدة تريليونات مرة من تلك الموجودة في الأرض. يمكن أن يكون المجال المغناطيسي قويًا جدًا لدرجة أنه يؤثر على انتقال الحرارة من الداخل النجمي عبر القشرة مما يؤدي إلى بقع ساخنة حول الأقطاب المغناطيسية على سطح النجم.
إن الانبعاثات من هذه القبعات القطبية الأكثر سخونة هي التي تسيطر على طيف الأشعة السينية. لا يوجد سوى عدد قليل من النجوم النيوترونية المعزولة المعروفة التي يمكننا من خلالها مراقبة الانبعاث الحراري مباشرة من سطح النجم. واحد منهم هو RX J0720.4-3125 ، بالتناوب مع فترة حوالي ثماني ثوانٍ ونصف. قال فرانك هابيرل من معهد ماكس بلانك للفيزياء خارج الأرض في جارشنج (ألمانيا) ، الذي قاد البحث: "نظرًا لطول فترة التبريد الطويلة ، كان من غير المتوقع أن نرى طيف الأشعة السينية الخاص به يتغير على مدار عامين". مجموعة.
"من غير المرجح أن تتغير درجة الحرارة العالمية للنجم النيوتروني بهذه السرعة. نحن نرى بالأحرى مناطق مختلفة من السطح النجمي في أوقات مختلفة. وقد لوحظ هذا أيضًا خلال فترة دوران النجم النيوتروني عندما تتحرك النقاط الساخنة داخل وخارج خط البصر ، وبالتالي فإن مساهمتها في إجمالي الانبعاثات تنبع.
يمكن ملاحظة تأثير مماثل على مقياس زمني أطول بكثير عندما يسبق النجم النيوتروني (على غرار قمة الغزل). في هذه الحالة ، يتحرك محور الدوران نفسه حول مخروط يؤدي إلى تغيير بطيء في هندسة العرض على مر السنين. يمكن أن يكون سبب الحركة الحرة هو تشوه طفيف للنجم من المجال المثالي ، والذي قد يكون أصله في المجال المغناطيسي القوي جدًا.
خلال الملاحظة الأولى لـ XMM-Newton لـ RX J0720.4-3125 في مايو 2000 ، كانت درجة الحرارة المرصودة على الأقل وكانت البقعة الأكبر والأكثر بروزًا في الغالب. من ناحية أخرى ، بعد أربع سنوات (مايو 2004) ، أبرزت المبادرة في الغالب البقعة الثانية ، الأكثر سخونة وأصغر ، مما جعل درجة الحرارة الملحوظة ملحوظة. يفسر هذا على الأرجح الاختلاف الملحوظ في درجات الحرارة ومناطق الانبعاث ، ومضادات الارتباط.
طور هابرل وزملاؤه في عملهم نموذجًا للطراز RX J0720.4-3125 الذي يمكن أن يفسر العديد من الخصائص الغريبة التي كانت تمثل تحديًا حتى الآن. في هذا النموذج ، ينتج التغير طويل المدى في درجة الحرارة عن طريق الكسور المختلفة للقبعتين القطبيتين الساخنتين اللتين تدخلان إلى حيز الوجود عندما يبدأ النجم بفترة تتراوح من سبع إلى ثماني سنوات.
لكي يعمل هذا النموذج ، تحتاج المنطقتان القطبيتان اللتان تنبعث منهما إلى درجات حرارة وأحجام مختلفة ، كما تم اقتراحه مؤخرًا في حالة عضو آخر من نفس فئة النجوم النيوترونية المعزولة.
وفقًا للفريق ، ربما تكون RX J0720.4-3125 أفضل حالة لدراسة استباقية النجم النيوتروني عبر انبعاث الأشعة السينية الذي يمكن رؤيته مباشرة من السطح النجمي. قد يكون التمرين أداة قوية لاستقصاء النجم النيوتروني الداخلي والتعرف على حالة المادة في ظل ظروف لا يمكننا إنتاجها في المختبر.
من المخطط رصد ملاحظات XMM-Newton إضافية لمراقبة هذا الكائن المثير للاهتمام. واختتم هابرل حديثه قائلاً: "نحن نواصل النمذجة النظرية التي نأمل من خلالها معرفة المزيد عن التطور الحراري ، وهندسة المجال المغناطيسي لهذا النجم بالذات ، والبنية الداخلية للنجوم النيوترونية بشكل عام".
المصدر الأصلي: ESA Portal
