ماهي النجوم النيترونية و البولزارات؟

رسم تخيلي لنجم نيوتروني وحقوله المغناطيسية

النجوم النيترونية 

النجم النيتروني له قطر يبلغ حوالي 20 كيلومتر وكتلة تساوي حوالي 1.4 ضعف كتلة شمسنا. 

هذا يعني أن النجم النيتروني كثيف لدرجة هائلة بحيث أن ملعقة شاي من مادته سوف تزن على الأرض مليار طن!

نتيجة لحجمه الصغير وكثافته العالية، يمتلك النجم النيتروني حقل جاذبية سطحي يفوق حقل جاذبية الأرض بحوالي 2*10^11.

يمكن أن تمتلك النجوم النيترونية حقولا مغناطيسية تفوق قوتها قوة الحقول المغناطيسية الموجودة على الأرض بمليون مرة.

النجوم النيترونية هي أحد النهايات المحتملة لنجم.؛ وتنتج هذه النجوم عن نجوم فائقة الكتلة -تقع كتلتها في المجال بين 4 و 8 ضعف كتلة شمسنا. 

بعد أن يحترق كامل الوقود النووي على النجم، يُعاني هذا النجم من انفجار سوبرنوفا؛ ويقوم هذا الانفجار بقذف الطبقات الخارجية للنجم على شكل بقايا سوبرنوفا جميلة. 

تنهار المنطقة المركزية عند حدوث ذلك تحت تأثير الجاذبية؛ وهذا الانهيار شديد لدرجة أن البروتونات و الالكترونات تجتمع معاً لتشكل النترونات؛ ولذلك سميت بـ "النجوم النيترونية". 

يمكن أن تظهر النجوم النيترونية ضمن بقايا السوبرنوفا كأجسامٍ منعزلة أو أنظمة ثنائية. 

هناك أربع نجوم نيترونية يُعتقد أنها تمتلك كواكب؛ وعندما يتواجد النجم النيتروني في نظام ثنائي، يستطيع الفلكيين قياس كتلته.

من خلال عدد من القياسات التي تم إجراؤها للأنظمة الثنائية بالاعتماد على التلسكوبات الراديوية أو أشعة اكس، وُجد أن النجوم النيترونية تمتلك كتلة تبلغ حوالي 1.4 ضعف كتلة الشمس؛ وسيساعدنا هذا الأمر كثيراً عند دراسة الأنظمة الثنائية، حيث يُمَكننا من معرفة فيما إذا كان النظام الثنائي يحتوي ثقبا أسودا أو نجم نيتروني لأن الثقوب السوداء تمتلك كتلاً أكبر من تلك التي تمتلكها النجوم النيترونية. 

صورة تخيلية لبولزار يمتص نجم

ما هو البولزار و ما الذي يصنعه؟ 

ببساطة، البولزار عبارة عن نجم نيوتروني دوّار؛ وتظهر البولزارات وهي تنبض نتيجة لدورانها.

تم اكتشاف البولزارات في العام 1967 من قبل الطالبة المتخرجة جوسلين بيل بورنل على أنها مصادر تُومض و تنطفأ عند ترددات ثابتة.

الآن، نقوم بمراقبة البولزارات الأكثر لمعاناً عند كل الأطوال الموجية.

البولزارات عبارة عن نجوم نيترونية تدور حول نفسها وتُعطي دفقات من الجسيمات التي تتحرك بسرعة تبلغ سرعة الضوء تقريباً وتقوم بالتحرك فوق الحقول المغناطيسية للنجم النيتروني. 

تُنتج هذه الدفقات إشعاعاً عالي الطاقة بشكل هائل، ولنفس السبب الذي يختلف فيه "الشمال الحقيقي" عن "الشمال المغناطيسي" على الأرض، فإن المحورين المغناطيسي و الدوراني على النجم النيتروني يميلان بالنسبة لبعضهما البعض؛ ولذلك، تنجرف حزمة الضوء الناتجة عن الدفقات على طول البولزار الدائر، كما يفعل ضوء المنارة؛ وكما تقوم السفينة في البحر برؤية ومضات الضوء النظامية الناتجة عن المنارة، فإننا نقوم برؤية البولزار "يَشعل و يَنطفأ" مع مرور الضوء فوق الأرض.

ندعو النجوم النيترونية التي تجعلنا نشاهد ذلك بالبولزارات، وأحيانا تُدعى: "البولزارت الطاقية - الدوارة"، وهذا الأمر يُوضح أن مصدر الطاقة هو دوران النجم النيتروني. 

مراقبات البولزارات بالاعتماد على الأشعة اكس 

تُصدر بعض البولزارات أشعة اكس. 

تم رؤية نوع مختلف جداً من البولزارات في أنظمة الأشعة اكس الثنائية بالاعتماد على تلسكوبات عاملة بالأشعة اكس. 

في تلك الحالات، يُشكل النجم النيتروني مع نجم عادي نظاما ثنائيا، وتقوم قوى الجاذبية القوية الناتجة عن النجم النيتروني بسحب المادة من النجم العادي لتتجه بعد ذلك بشكل قمعي نحو النجم النيتروني باتجاه أقطابه المغناطيسية.

في هذه العملية، التي تدعى بالتراكم، تُصبح المادة ساخنة إلى درجة تؤدي إلى إنتاجها للأشعة اكس. 

يتم رؤية هذه النبضات من الأشعة اكس عندما تدور البقع الساخنة على النجم النيتروني الدائر على طول خط رؤيتنا لها من الأرض؛ وتدعى هذه البولزارات أحيانا بـ "البولزارات الطاقية - التراكمية"، وذلك لتمييزها عن البولزارات الطاقية – الدوارة. 

المصدر