دانشمندان موفق به کشف رفتار عجیب در ستاره نوترونی شدند

ستاره‌شناسان بعد از دو دهه بررسی دقیق و مداوم یک ستاره نوترونی، موفق به شناسایی یک پدیده جالب در آن شدند.

یک تپ‌اختر (Pulsar) به نام PSR J0908-4913، برای اولین بار پدیده‌ای به نام نقص چرخشی (glitching) را از خود نشان داده است. نقص چرخشی اصطلاحی است که به افزایش سریع در سرعت چرخش تپ‌اخترها اطلاق می‌شود. این کشف می‌تواند به دانشمندان در مطالعه ویژگی‌های ستاره‌های نوترونی کمک کند. ستاره‌شناسان معتقدند تپ‌اخترهای زیادی با نقص چرخشی وجود دارند که ما هنوز موفق به کشف آن‌ها نشده‌ایم.

Marcus Lower ستاره‌شناس از دانشگاه Swinburne در استرالیا می‌گوید: رادیوتلسکوپ Parkes، این تپ‌اختر را به مدت بیش از بیست سال بدون هیچ افزایشی در سرعت‌اش رصد کرده بود. این کشف، ما را امیدوار می‌کند که در آینده با رصد صدها یا حتی هزاران تپ‌اختر توسط پروژه آرایه کیلومتر مربعی (Square Kilometer Array)، موارد زیادی از نوع تپ‌اخترها شناسایی کنیم.

تپ‌اخترها، نوعی از ستاره‌های مرده (ستاره نوترونی) هستند که با سرعت زیاد می‌چرخند. این ستاره‌ها جهت‌شان طوری است که به‌هنگام چرخش، پالس‌های مداومی از تابش‌های خود را به سمت ما می‌فرستند. از آنجاییکه سرعت چرخش آن‌ها منظم است، این تابش‌ها اغلب دقیق هستند و می‌توانند ابزار مناسبی برای بسیاری از کاربردهای علمی باشند.

اما از حدود ۲۷۰۰ تپ‌اختر کشف‌شده در کهکشان راه شیری، درصد کمی از آن‌ها نقص چرخشی دارند. این پدیده زمانی اتفاق می‌افتد که سرعت چرخش ستاره نوترونی به یکباره افزایش می‌یابد. دانشمندان علت آن را به فعالیت‌های داخل خود ستاره نسبت می‌دهند.

J0908 که تپ‌اختری با تناوب چرخش ۱۰۷ میلی‌ثانیه است، در سال 1988 با استفاده از تلکسوب فضایی MOST کشف شد. دانشمندان سپس به مدت دو دهه، آن را با استفاده از تلسکوپ Parkes مورد رصدهای بیشتر قرار دادند. تلسکوپ MOST دوباره در سال 2015 شروع به بررسی آن کرد.

در واقع از طریق تلسکوپ MOST بود که دانشمندان در تاریخ 9 اکتبر 2019 متوجه افزایش سرعت چرخش تپ‌اختر J0908 شدند. Lower توضیح می‌دهد: J0908 جزو نوعی از تپ‌اخترهاست که ستاره‌شناسان به آن‌ها تپ‌اخترهای جوان می‌گویند. این‌ها، تپ‌اخترهایی هستند که عمده نقص‌های چرخشی در آن‌ها اتفاق می‌افتند و دوره‌های چرخش ناپایداری بین ده تا صد میلی‌ثانیه دارند.

این تپ‌اخترها، هر ۶ تا ۲۵ سال دچار نقص چرخشی می‌شوند، بنابراین این احتمال وجود دارد که J0908 در گذشته هم به دفعات دچار این پدیده شده باشد. البته همه تپ‌اخترهای با نقص چرخشی، مثل هم رفتار نمی‌کنند. برای مثال، تپ اختر Vela هر سه سال یکبار، آن را تجربه می‌کند. اخیرا دانشمندان کشف کردند که سرعت چرخش Vela قبل از نقص چرخشی، به‌تدریج کاهش یافته و بعد از آن دوباره به سرعت عادی بازگشته است. البته بازگشت به سرعت عادی در این نوع تپ‌اخترها تضمین‌شده نیست و ممکن است مدتی طول بکشد.

شناسایی نقص چرخشی تپ اختر J0908، به‌طور تصادفی اتفاق افتاد و به همین‌خاطر دانشمندان موفق به تعیین سرعت آن بلافاصله قبل و بعد از پدیده مذکور نشدند. Lower می‌گوید: شناسایی نقص‌های چرخشی، دید بهتری درباره عوامل ایجادکننده آن در اختیار ما قرار می‌دهد. ما در حال‌حاضر نمی‌دانیم که آیا همه تپ‌اخترها دچار این پدیده می‌شوند یا نه. بنابراین یافتن تپ‌اخترهای جدید با پدیده نقص چرخشی به ما کمک خواهد کرد تا گستردگی این پدیده در بین ستاره‌های نوترونی را بدانیم.

بحث‌های زیادی درباره نقش دقیق پدیده نقص چرخشی در تکامل بلندمدت تپ‌اخترها وجود دارند. برای یافتن پاسخ‌های این سوالات ما نیاز به مجموعه متنوع و بزرگی از تپ‌اخترها برای رصد کردن داریم. شاید مدت زمانی طول بکشد تا تپ اختر J0908 دوباره دچار نقص چرخشی گردد، اما هنوز چیزهای زیادی برای مطالعه درباره این ستاره نوترونی وجود دارند، از جمله اینکه چقدر طول می‌کشد تا ستاره به حالت عادی بازگردد و یا اینکه آیا پدیده مذکور باعث تغییرات بلندمدتی در وضعیت ستاره می‌شود یا نه.

یافته‌های این تحقیق در مجله Research Notes of the AAS چاپ شده است.

منبع sciencealert

یه نظری بده!

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

از دیدگاه شما سپاسگزاریم