به گزارش ایسنا، ستاره شناسان قوی ترین میدان مغناطیسی مشاهده شده در جهان را کشف کرده اند. آنها با مطالعه سیگنال های پرتوی ایکس قوی از یک ستاره نوترونی، محاسبه کردند که میدان مغناطیسی آن ده ها میلیون برابر قوی تر از هر میدان مغناطیسی ایجاد شده در آزمایشگاه های زمین است.
این ستاره نوترونی موسوم به" GR J۱۰۰۸- ۵۷" به یک زیرمجموعه بسیار خاص تعلق دارد؛ یک" تپ اختر" اشعه ایکس در حال تجمیع. این ستاره بعنوان یک" تپ اختر"، پرتوهای الکترومغناطیسی قدرتمندی ساطع می کند که به صورت دوره ای مانند نور یک فانوس دریایی زمین را فرا می گیرد و از آن عبور می کند.
اصطلاح" اشعه ایکس در حال تجمیع" از این واقعیت ناشی می شود که مواد در این ستاره به طور منظم بر روی سطح آن می ریزند و باعث انفجارهای پرتوی ایکس پرانرژی دوره ای می شوند که توسط تلسکوپ ها قابل تشخیص است.
اکنون گروهی از محققان آکادمی علوم چین و دانشگاه" ابرهارد کارلز توبینگن" آلمان یکی از این انفجارها را برای محاسبه قدرت میدان مغناطیسی این تپ اختر مورد بررسی قرار داده اند.
ستاره شناسان طی یک طغیان و انفجار در اوت ۲۰۱۷ با استفاده از تلسکوپ" مدولاسیون اشعه ایکس سخت"( Insight- HXMT) این تپ اختر را رصد کردند. آنها یک نشانه خاص به نام" ویژگی پراکندگی تشدید سیکلوترون"( CRSF) را مورد توجه قرار دادند؛ الگویی که هنگامی که فوتون های اشعه ایکس الکترون های پلاسما را در سطح پراکنده می کنند، رخ می دهد.
این" CRSF" با انرژی ۹۰ کیلو ولت اندازه گیری شد و محققان از این طریق میدان مغناطیسی تپ اختر را یک میلیارد تسلا محاسبه کردند. این میدان مغناطیسی با اختلاف بسیار فاحشی نسبت به میدان های مغناطیسی ایجاد شده در آزمایشگاه های زمین، قدرتمندترین میدان مغناطیسی کشف شده در جهان است. گفتنی است که قوی ترین میدان مغناطیسی ایجاد شده در آزمایشگاه تاکنون فقط ۱۲۰۰ تسلا قدرت داشته است.
اگرچه این قوی ترین میدان مغناطیسی است که به طور مستقیم شناسایی شده است، اما این نظریه وجود دارد که حتی نسخه های قوی تری از ستاره های نوترونی به نام" مگنتار" یا ستاره مغناطیسی یا مغنااختر ممکن است دارای میدان های مغناطیسی با قدرت ۱۰۰ میلیارد تسلا باشند.
تَپ اخترها( Pulsar) ستاره های نوترونی چرخانی هستند که با سرعت بسیار زیادی دوران می کنند و پالس های مداومی از انرژی تابشی به همراه خطوط میدان مغناطیسی قوی را از خود منتشر می کنند. برخی از تپ اخترها نیز پرتوهای ایکس تابش می کنند. ستاره های نوترونی در واقع بقایای هسته ستاره منفجر شده ای هستند که حجم کوچک و چگالی بسیار بالایی دارند. برای نمونه، تپ اختری به قطر ۲۰ کیلومتر ۱.۵ برابر جرم خورشید را در خود جای داده است. تپ اخترها هنگام تولد دمایی در حدود چند میلیون درجه سلسیوس دارند و بلافاصله شروع به سرد شدن می کنند. نحوه و سرعت سرد شدن نیز به مواد تشکیل دهنده و چگالی آنها بستگی دارد.
تاکنون بیش از ۱۰۰ تپ اختر مشخص شده اند. به جرات می توان گفت که هر یک از آنها ستاره ای نوترونی است. تپ اختر سحابی خرچنگ سریع ترین آنهاست که انفجارات انرژی آن به میزان ۳۰ ضربان در ثانیه به ما می رسد و این میزان، ۳۰ چرخش در ثانیه را برای ستاره نوترونی پیشنهاد می کند. سایر تپ اخترها دارای میزان هایی تا حداقل یک ضربان در دو ثانیه هستند که این موضوع مبین چرخش بسیار آهسته این ستارگان نوترونی است. چون تپ اخترها با پیر شدن آهسته تر می چرخند، در نتیجه تپ اختر خرچنگ جوان ترین تپ اختری است که تاکنون مشاهده شده است.
برخی تپ اخترها پرتوهای ایکس تابش می کنند که به نام" تپ اختر پرتوی ایکس" شناخته می شوند. سحابی خرچنگ واقع در صورت فلکی ثور یک نمونه قطعی از ستاره نوترونی است که طی یک انفجار ابرنواختری شکل گرفته است و منبع عظیمی از پرتوی ایکس است. تحقیقاتی که توسط ماهواره های اشعه ایکس پیرامون ستاره های نوترونی صورت گرفته، حاکی از این است که در هر تپ اختر از دو نقطه اشعه ایکس گسیل می شود. ۱.سطح ستاره چنان داغ است که از خود اشعه ایکس گسیل می کند. ۲.ذرات باردار الکترومغناطیسی که در میدان مغناطیسی تپ اختر وجود دارند، هنگام حرکت در طول خطوط میدان از خود اشعه ایکس ساطع می کنند.
نوع بسیار متفاوتی از تپ اخترها به وسیله تلسکوپ های پرتوی ایکس در برخی دوتایی های پرتوی ایکس دیده شده است. در این مورد ، یک ستاره نوترونی و یک ستاره معمولی منظومه ای دو تایی را تشکیل می دهند. نیروی گرانش شدید ناشی از ستاره نوترونی ماده را از ستاره معمولی به سمت آن می کشد. در این فرآیند، که" برافزایش" نام دارد، ماده چنان داغ می شود که تابش پرتوی ایکس تولید می کند. تپ های پرتوی ایکس وقتی دیده می شوند که نقاط داغ ستاره نوترونی چرخان در امتداد خط دید ناظر زمینی قرار بگیرند.
از طرفی" مگنتار"( Magnetar) یا ستاره مغناطیسی یا مغنااختر نوعی ستاره نوترونی است که میدان مغناطیسی بسیار نیرومندی دارد.
نظریه مربوط به مگنتارها توسط" رابرت دانکن" و" کریستوفر تامسون" در سال ۱۹۹۲ ارائه شده است، ولی اولین انفجار اشعه گاما مربوط به یک مگنتار در ۵ مارس ۱۹۷۹ کشف و ثبت شد. در طول یک دهه بعد از آن فرضیه مگنتار به صورت گسترده بعنوان تکرارکننده اشعه گاما و اشعه ایکس غیرعادی اختر تپنده پذیرفته شد.
این تحقیق در مجله Astrophysical Journal Letters منتشر شده است.
- 12
- 3
