عندما يستنفد النجم وقوده النووي في نهاية عمره ، يتعرض لانهيار الجاذبية ويلقي طبقاته الخارجية. وينتج عن ذلك انفجار رائع يعرف باسم المستعر الأعظم ، والذي يمكن أن يؤدي إلى تكوين ثقب أسود ، أو نابض ، أو قزم أبيض. وعلى الرغم من عقود من المراقبة والبحث ، لا يزال هناك الكثير من العلماء لا يعرفون عن هذه الظواهر.
لحسن الحظ ، تؤدي الملاحظات المستمرة والأدوات المحسنة إلى جميع أنواع الاكتشافات التي توفر فرصًا للحصول على رؤى جديدة. على سبيل المثال ، لاحظ فريق من علماء الفلك مع المرصد الوطني لعلم الفلك الراديوي (NRAO) ووكالة ناسا مؤخرًا وجود نبض "مدفع" يسرع بعيدًا عن المستعر الأعظم الذي يعتقد أنه قد أنشأه. يوفر هذا الاكتشاف بالفعل رؤى حول كيفية التقاط النجوم النابضة السرعة من مستعر أعظم.
يقع النجم ، المسمى PSR J0002 + 6216 (J0002) ، على بعد حوالي 6500 سنة ضوئية من الأرض. تم اكتشافه في الأصل في عام 2017 من قبل علماء مواطنين يعملون في مشروع يسمى [البريد الإلكتروني المحمي] ، والذي يعتمد على المتطوعين لتحليل البيانات من NASA Fermi Gamma-ray Space Telescope (FGST). كان هذا المشروع مسؤولاً عن اكتشاف 23 نجمًا نابضًا حتى الآن.
ومع ذلك ، كان هذا الاكتشاف الخاص هو المهم بشكل خاص. منذ اكتشافه لأول مرة ، أجرى فريق بقيادة فرانك شينزل من المرصد الوطني لعلم الفلك الراديوي (NRAO) مشاهدات راديو متابعة باستخدام Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) في نيو مكسيكو. وأظهرت هذه أن النجم النابض له ذيل من الجسيمات المصدمة والطاقة المغناطيسية التي امتدت 13 سنة ضوئية خلفه.
والأكثر إثارة للاهتمام هو حقيقة أن هذا الذيل يشير إلى مركز بقايا مستعر أعظم يقع خلفه 53 سنة ضوئية (CTB 1). كان هذا الذيل نتيجة للحركة النابضة السريعة من خلال الغاز بين النجوم ، مما أدى إلى موجات صدمة تنتج طاقة مغناطيسية وجسيمات متسارعة في أعقابها. كما أوضح Shinzel في بيان صحفي حديث لوكالة ناسا:
"بفضل الذيل الضيق الذي يشبه السهام وزاوية عرض مصادفة ، يمكننا تتبع هذا النجم النابض مباشرة إلى مسقط رأسه. سوف تساعدنا الدراسة الإضافية لهذا الجسم على فهم أفضل لكيفية تمكن هذه الانفجارات من "ركل" النجوم النيوترونية إلى هذه السرعة العالية ".
بالاعتماد على بيانات فيرمي ، تمكن الفريق من قياس مدى سرعة حركة النجم النابض وفي أي اتجاه. تم تحقيق ذلك من خلال تقنية تعرف باسم "توقيت النجم النابض" ، حيث تُستخدم ومضات أشعة جاما التي تحدث مع كل دوران للنجم النابض (في حالة J0002 ، 8.7 مرة في الثانية) لتتبع الحركة.
من هذا ، قرر الفريق أن J0002 كانت تسير بسرعة حوالي 1125 كم / ثانية (700 ميل / ثانية) أو 4 مليون كيلومتر / ساعة (2.5 مليون ميل / ساعة). في الماضي ، لاحظ العلماء أن النجوم النابضة تسير بسرعات عالية ، ولكن بسرعة متوسطة كانت أبطأ بخمس مرات تقريبًا - 240 كم / ثانية (150 ميجا بت في الثانية). كما أوضح دايل فرايل (باحث من NRAO الذي كان جزءًا من فريق الاكتشاف):
"تمدد حطام الانفجار في بقايا المستعر الأعظم بشكل أسرع من حركة النجم النابض. ومع ذلك ، فقد تباطأ الحطام بسبب لقاءه مع المواد الهشة في الفضاء بين النجوم ، لذلك تمكن النجم النابض من اللحاق به وتجاوزه ".
قرر الفريق أيضًا أن النجم النابض كان سيلتحق في النهاية بالقشرة المتوسعة التي أنشأتها المستعر الأعظم. في البداية ، كان من الممكن أن يتحرك الحطام المتوسع للمستعر الأعظم إلى الخارج أسرع من J0002 ، ولكن بعد حوالي 5000 ألف سنة ، أدى تفاعل القشرة مع الغاز بين النجوم إلى إبطائه تدريجيًا. وبحلول 10000 عام ، وهو ما يراه الفلكيون الآن ، كان النجم النابض خارج القشرة.
في حين أن علماء الفلك يعرفون منذ فترة طويلة أن النجوم النابضة يمكن أن تحصل على ركلة في السرعة من انفجارات المستعر الأعظم التي تخلقها ، إلا أنها لا تزال غير واضحة حول كيفية حدوث ذلك. التفسير المحتمل هو أن عدم الاستقرار في النجم المنهار يمكن أن ينتج منطقة كثيفة بطيئة الحركة للمادة بدأت في سحب النجم النيوتروني على طوله ، مما يسرعه تدريجيًا بعيدًا عن مركز الانفجار.
قال فرايل: "هذا النجم النابض يتحرك بسرعة كافية لدرجة أنه سيهرب في النهاية من مجرتنا درب التبانة". تم اقتراح آليات عديدة لإنتاج الركلة. ما نراه في PSR J0002 + 6216 يدعم فكرة أن عدم الاستقرار الهيدروديناميكي في انفجار المستعر الأعظم مسؤول عن السرعة العالية لهذا النجم النابض. "
واستشرافا للمستقبل ، يخطط الفريق لإجراء ملاحظات إضافية باستخدام VLA ، وصفيف خط الأساس الطويل جدًا للمؤسسة الوطنية للعلوم (VLBA) ومرصد تشاندرا للأشعة السينية التابع لناسا. نأمل أن تقدم هذه المتابعات مزيدًا من الأدلة حول كيفية التقاط هذا النجم النابض بهذه السرعة الكبيرة ، مما قد يقطع شوطًا طويلاً نحو حل بعض الغموض الذي لا يزال يحيط بانفجارات المستعرات الأعظمية.
تم مشاركة هذه النتائج مؤخرًا في الاجتماع السابع عشر لقسم الفيزياء الفلكية عالية الطاقة (HEAD) للجمعية الفلكية الأمريكية ، الذي عقد في الفترة من 17 إلى 21 مارس في مونتيري ، كاليفورنيا. هم أيضا موضوع دراسة تتم مراجعتها للنشر في العدد الأخير من رسائل مجلة الفيزياء الفلكية.
