مجموعة Westerlund ذات نجمة واحدة. حقوق الصورة: Chandra. اضغط للتكبير.
انهار نجم ضخم للغاية ليشكل نجمًا نيوترونيًا وليس ثقبًا أسودًا كما هو متوقع ، وفقًا لنتائج جديدة من مرصد تشاندرا للأشعة السينية التابع لوكالة ناسا. يُظهر هذا الاكتشاف أن الطبيعة تجد صعوبة في صنع الثقوب السوداء مما كان يعتقد سابقًا.
وجد العلماء هذا النجم النيوتروني - كرة دوارة كثيفة من النيوترونات يبلغ قطرها حوالي 12 ميلاً - في تجمع نجمي صغير للغاية. كان الفلكيون قادرين على استخدام خصائص محددة جيدًا للنجوم الأخرى في الكتلة لاستنتاج أن سلف هذا النجم النيوتروني كان على الأقل 40 مرة كتلة الشمس.
قال مايكل مونو ، زميل هابل لما بعد الدكتوراه بجامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس والمؤلف الرئيسي لورقة ستنشر في مجلة Astrophysical Journal: "يُظهر اكتشافنا أن بعض النجوم الأكثر ضخامة لا تنهار لتشكيل ثقوب سوداء كما كان متوقعًا ، ولكن بدلاً من ذلك تشكل نجوم نيوترونية". حروف.
عندما تصنع النجوم الضخمة نجومًا نيوترونية وليست ثقوبًا سوداء ، سيكون لها تأثير أكبر على تكوين الأجيال القادمة من النجوم. عندما ينهار النجم ليشكل النجم النيوتروني ، يعود أكثر من 95٪ من كتلته ، ومعظمها من المواد الغنية بالمعادن من قلبه ، إلى الفضاء المحيط به.
قال جيه. سيمون كلارك من الجامعة المفتوحة في المملكة المتحدة: "هذا يعني أن كميات هائلة من العناصر الثقيلة تعاد إلى التداول ويمكن أن تشكل نجومًا وكواكب أخرى".
لا يفهم الفلكيون تمامًا مدى ضخامة النجم لتشكيل ثقب أسود بدلاً من النجم النيوتروني. الطريقة الأكثر موثوقية لتقدير كتلة النجم السلفي هي إظهار أن النجم النيوتروني أو الثقب الأسود عضو في مجموعة من النجوم ، وكلها قريبة من نفس العمر.
نظرًا لأن النجوم الضخمة تتطور بشكل أسرع من النجوم الأقل كتلة ، يمكن تقدير كتلة النجم إذا كانت مرحلته التطورية معروفة. النجوم النيوترونية والثقوب السوداء هي المراحل النهائية في تطور النجم ، لذلك لا بد أن أسلافهم كانوا من بين أكبر النجوم في الكتلة.
اكتشف مونو وزملاؤه نجمًا نيوترونيًا نابضًا في مجموعة من النجوم تعرف باسم Westerlund 1. يحتوي هذا العنقود على مائة ألف أو أكثر من النجوم في منطقة يبلغ عرضها 30 سنة ضوئية فقط ، مما يشير إلى أن جميع النجوم ولدت في حلقة واحدة من النجم تشكيل - تكوين. استنادًا إلى الخصائص الضوئية مثل السطوع واللون ، من المعروف أن بعض النجوم الطبيعية في الكتلة لها كتل من حوالي 40 شمس. نظرًا لأن سلف النجم النيوتروني قد انفجر بالفعل على أنه مستعر أعظم ، يجب أن تكون كتلته أكثر من 40 كتلة شمسية.
تعلم دورات علم الفلك التمهيدي في بعض الأحيان أن النجوم التي بها أكثر من 25 كتلة شمسية تصبح ثقوبًا سوداء - وهو مفهوم لم يكن لديه حتى وقت قريب دليل ملاحظ لاختباره. ومع ذلك ، تسمح بعض النظريات لمثل هذه النجوم الضخمة بتجنب أن تصبح ثقوبًا سوداء. على سبيل المثال ، تشير الحسابات النظرية التي أجراها ألكسندر هيغر من جامعة شيكاغو وزملاؤه إلى أن النجوم الضخمة للغاية تنفجر من الكتلة بشكل فعال للغاية خلال حياتهم لدرجة أنها تترك النجوم النيوترونية عندما تذهب إلى المستعرات الأعظمية. بافتراض أن النجم النيوتروني في Westerlund 1 هو واحد من هذه ، فإنه يثير السؤال من أين تأتي الثقوب السوداء التي لوحظت في درب التبانة والمجرات الأخرى.
عوامل أخرى ، مثل التركيب الكيميائي للنجم ، ومدى سرعة دورانه ، أو قوة مجاله المغناطيسي قد تملي ما إذا كان النجم الضخم يترك وراء نجم نيوتروني أو ثقب أسود. تترك نظرية النجوم ذات التركيب الكيميائي الطبيعي نافذة صغيرة من الكتل الأولية - بين حوالي 25 وأقل إلى حد ما من 40 كتلة شمسية - لتكوين ثقوب سوداء من تطور النجوم الضخمة الفردية. إن تحديد النجوم النيوترونية الإضافية أو اكتشاف الثقوب السوداء في عناقيد النجوم الصغيرة يجب أن يزيد من تقييد كتل وخصائص النجم النيوتروني وأسلاف الثقب الأسود.
استند العمل الذي وصفه مونو إلى ملاحظتين من شاندرا في 22 مايو و 18 يونيو 2005. يدير مركز مارشال لرحلات الفضاء التابع لناسا ، هانتسفيل ، آلا ، برنامج شاندرا لمديرية البعثة العلمية. يتحكم مرصد سميثسونيان للفيزياء الفلكية في العلوم وعمليات الطيران من مركز شاندرا للأشعة السينية في كامبريدج ، ماساتشوستس.
تتوفر معلومات وصور إضافية على: http://chandra.harvard.edu
و http://chandra.nasa.gov
المصدر الأصلي: بيان صحفي شاندرا
