ستاره شناسان منبع رادیویی با چرخش آهسته را کشف کردند که “نباید وجود داشته باشد”: ScienceAlert

با چرخش ستاره، این پرتوها از کنار زمین عبور می‌کنند و پالس‌های دوره‌ای از امواج رادیویی را تولید می‌کنند، مانند یک فانوس دریایی کیهانی. این رفتار آنها را به نام “تپ اختر” به ارمغان آورد.

تپ اخترها معمولاً با سرعتی باورنکردنی می چرخند و اغلب یک چرخش کامل را در چند ثانیه یا حتی کمتر انجام می دهند. در سه سال گذشته، برخی از اجرام مرموز ظاهر شده‌اند که پالس‌های رادیویی دوره‌ای را در فواصل بسیار آهسته‌تری منتشر می‌کنند، که توضیح آن با درک فعلی ما از ستاره‌های نوترونی دشوار است.

در تحقیقات جدید، ما کندترین چراغ فضایی تا به امروز را کشف کرده‌ایم که هر ۶.۵ ساعت یک بار می‌چرخد. این کشف، منتشر شده در نجوم طبیعیمرزهای آنچه را که فکر می‌کردیم امکان‌پذیر است را کنار می‌زند.

چراغ آهسته ما نیز به‌طور اتفاقی با زمین همسو می‌شود که به ما اجازه می‌دهد پالس‌های رادیویی را از هر دو قطب مغناطیسی آن ببینیم. این اتفاق نادر برای اجسامی است که به آرامی می‌چرخند و پنجره‌ای جدید به نحوه عملکرد این ستاره‌ها ارائه می‌دهد.

شیئی که نباید وجود داشته باشد؟

ما این شی را با نام ASKAP J1839-0756 با استفاده از تلسکوپ رادیویی ASKAP CSIRO در کشور Wajarri Yamaji در استرالیای غربی کشف کردیم.

در طول مشاهدات معمول، ASKAP J1839-0756 برجسته شد زیرا هیچ شیء شناخته شده قبلی در جای آن شناسایی نشده بود. انتشار رادیویی آن مانند یک انفجار محو شده به نظر می رسد و روشنایی آن تنها در 15 دقیقه 95 درصد کاهش می یابد.

در ابتدا ما نمی دانستیم که منبع پالس های رادیویی دوره ای منتشر می کند. تنها یک شیوع در طول نظارت اولیه شناسایی شد.

برای فاش کردن بیشتر، مشاهدات بیشتری را با ASKAP و همچنین با تلسکوپ آرایه فشرده استرالیایی CSIRO در کشور کامیلاروی در نارابری، NSW و تلسکوپ رادیویی بسیار حساس MeerKAT در آفریقای جنوبی انجام دادیم.

مشاهدات طولانی ASKAP در نهایت دو پالس را با فاصله 6.5 ساعت نشان داد که ماهیت دوره ای منبع را تأیید می کند.

اما شگفتی واقعی اینجاست: طبق آنچه در مورد ستاره های نوترونی می دانیم، ASKAP J1839-0756 حتی نباید وجود داشته باشد.

ستاره های نوترونی با تبدیل انرژی دورانی خود به تابش، پالس های رادیویی ساطع می کنند. با گذشت زمان، انرژی خود را از دست می دهند و سرعت خود را کاهش می دهند.

تئوری استاندارد می گوید زمانی که چرخش یک ستاره نوترونی از یک نقطه معین (حدود یک چرخش در دقیقه) کند می شود، باید پالس های رادیویی را به طور کلی منتشر کند. اما در اینجا ASKAP J1839-0756 وجود دارد که هر 6.5 ساعت یکبار فضا را با سرعت پایین یک چرخش روشن می کند.

داستان دو قطبی

بیشتر تپ اخترها، پسرعموهای ASKAP J1839-0756 که سریعتر می چرخند، مانند چراغ قوه یک طرفه هستند. محوری که آنها به دور آن می چرخند با محور میدان مغناطیسی آنها در یک راستا قرار دارد، به این معنی که ما فقط اجمالی از یک قطب مغناطیسی را می بینیم.

اما در حدود 3 درصد از تپ اخترها، محورهای چرخش و مغناطیسی تقریباً در زوایای قائم با یکدیگر قرار دارند و به ما اجازه می دهند پالس ها را از هر دو قطب ببینیم. این فلاش‌های دوگانه نادر که interpulses نامیده می‌شوند، پنجره‌ای منحصر به فرد به هندسه و میدان مغناطیسی ستاره ارائه می‌کنند.

اینکه آیا محورهای مغناطیسی و چرخشی تپ اختر با کاهش سرعت آن کم و بیش در یک راستا قرار می گیرند، هنوز یک سوال باز است.

interpulse از ASKAP J1839-0756 ممکن است سرنخ هایی برای این سوال ارائه دهد. حدود 3.2 ساعت پس از پالس اصلی خود، پالس ضعیف تری با خواص متفاوت ساطع می کند که به شدت نشان می دهد که ما نور رادیویی را از قطب مغناطیسی مخالف می بینیم.

این کشف، ASKAP J1839-0756 را به اولین آهسته در کلاس خود تبدیل می کند که پالس های میانی ساطع می کند و سؤالات بزرگی را در مورد نحوه عملکرد چنین اجسامی ایجاد می کند.

مگنتار یا چیز جدیدی؟

پس چه چیزی این ناهنجاری کیهانی را نیرو می دهد؟ یکی از احتمالات این است که این یک مگنتار است – یک ستاره نوترونی با میدان مغناطیسی قوی که قوی ترین آهنرباهای زمین را شبیه به یک پر می کند.

مگنتارها پالس‌های رادیویی را از طریق مکانیسم متفاوتی تولید می‌کنند که ممکن است به آنها اجازه دهد حتی در سرعت‌های چرخش آهسته‌تر به درخشش خود ادامه دهند. اما حتی مگنتارها نیز محدودیت هایی دارند و دوره های آنها معمولاً بر حسب ثانیه اندازه گیری می شود نه ساعت.

تنها استثنا یک مگنتار به نام 1E 161348-5055 است که دوره زمانی 6.67 ساعت دارد. با این حال، تنها اشعه ایکس و بدون پالس رادیویی ساطع می کند.

آیا ASKAP J1839-0756 می تواند کاملاً چیز دیگری باشد؟ برخی از ستاره شناسان تعجب می کنند که آیا چنین اجرامی ممکن است کوتوله های سفید، هسته های باقیمانده ستارگان پرجرمتر باشند.

کوتوله‌های سفید بسیار آهسته‌تر از ستاره‌های نوترونی می‌چرخند، اما هیچ کوتوله سفید جدا شده‌ای مشاهده نشده است که پالس‌های رادیویی ساطع کند. تاکنون هیچ رصدی در طول موج های دیگر شواهدی از وجود یک کوتوله سفید در این مکان در آسمان پیدا نکرده است.

پازل فضایی

هر چه ASKAP J1839-0756 معلوم شود، واضح است که این شی در حال بازنویسی کتاب قوانین است. ترکیب عجیب آن از چرخش آهسته، پالس‌های رادیویی و بین پالس‌ها، اخترشناسان را مجبور می‌کند تا در مورد محدودیت‌های رفتار ستاره‌های نوترونی تجدیدنظر کنند و احتمالات جدیدی را برای آنچه در قلب این معما نهفته است، کشف کنند.

کشف ASKAP J1839-0756 یادآور این نکته است که کیهان دوست دارد ما را غافلگیر کند، به خصوص زمانی که فکر می کنیم همه چیز را فهمیده ایم. همانطور که ما به مشاهده این شی مرموز ادامه می دهیم، مطمئناً اسرار بیشتری را کشف خواهیم کرد.

مانیشا کالب، مدرس ارشد اخترفیزیک، دانشگاه سیدنی و یو وینگ جاشوا لی، کاندیدای دکترای نجوم رادیویی، دانشگاه سیدنی

این مقاله از The Conversation تحت مجوز Creative Commons بازنشر شده است. مقاله اصلی را بخوانید.