Language
Country/Area
No result found
النجوم غير المرئية: كيفية استنتاج الرفاق المخفيين من إشارات النجم النابض؟
في الكون الفسيح، يوفر وجود النجوم النابضة لعلماء الفيزياء الفلكية موارد بحثية مهمة، وخاصة تلك النجوم النابضة الثنائية التي تتشكل مع أنظمة النجوم المصاحبة. غالبًا ما تكون هذه النجوم النابضة الثنائية أنظمة مكونة من نجم نابض وقزم أبيض أو نجم نيوتروني، وبمرور الوقت، يمكن للعلماء استنتاج وجود النجم المرافق له من خلال إشارات نبضية دقيقة.
إن الإشارة الصادرة عن النجم النابض تشبه الساعة الدقيقة في الطبيعة، ومن خلال تردد نبضها يمكننا ملاحظة وجود النجم المرافق.
في عام 1974، اكتشف جوزيف هوتون تايلور جونيور ورسل هولس أول نجم نابض ثنائي PSR B1913+16 في مرصد أريسيبو. وقد أكسبهما هذا الاكتشاف الكبير جائزة نوبل في الفيزياء عام 1993. وأظهرت الدراسة أن تردد نبض النجم النابض يتغير مع حركة النجم المرافق له، وهذا التغير يرجع إلى تأثير تأثير دوبلر. تحدث النبضات بشكل متكرر أكثر عندما يتحرك النجم النابض نحو الأرض، وبشكل أقل عندما يتحرك بعيدًا. ولذلك، فمن خلال التغيرات في هذه النبضات، يمكن للعلماء استنتاج خصائص الكتلة والحركة للنجم المرافق.
من خلال قياسات دقيقة لزمن النبض، يستطيع العلماء وصف عمل المجرات النبضية الثنائية بدقة.
لم يؤدي اكتشاف PSR B1913+16 إلى تعميق فهم الناس للنجوم النابضة ورفاقها فحسب، بل أصبح أيضًا منصة تجريبية مهمة لاختبار النظرية النسبية العامة لأينشتاين. وبحسب القياسات فإن كتلتي هذا الزوج من النجوم الثنائية متساوية تقريباً، ويتأثر الفاصل الزمني بين نبضاتهما بمجال الجاذبية القوي، وبحسب النظرية النسبية، كلما اقترب النجم المرافق من زمن إرسال النبضة سوف تتأخر الإشارة. وتسمى هذه الظاهرة تحول الجاذبية.
مع مزيد من الملاحظات على PSR B1913+16، أكد العلماء أن الفترة المدارية للنجم النابض تقصر تدريجيًا مع مرور الوقت، وتتوافق هذه التغييرات بشكل كبير مع تنبؤات أينشتاين، لتصبح دليلًا مهمًا آخر للتحقق من النظرية النسبية العامة. إن الانخفاض المعتمد على الوقت في إشعاع الجاذبية هذا يجعله موضوعًا مهمًا للدراسة في عمليات رصد المجرات النابضة الثنائية.
عندما تم رصد موجات الجاذبية لأول مرة، تم تخريب طريقة التحقق في المجتمع العلمي مرة أخرى، وأصبح دور النجوم النابضة الثنائية بارزًا بشكل متزايد.
وللتعمق أكثر، اكتشفنا أيضًا نجمًا نابضًا ثنائيًا متوسط الكتلة (IMBP)، وهو نظام ثنائي يتكون من نجم نابض وقزم أبيض عالي الكتلة نسبيًا. فترة دوران هذا النوع من النجوم النابضة طويلة نسبيًا، وعادة ما تتراوح بين 10 و200 مللي ثانية. أحد الأمثلة على ذلك هو PSR J2222−0137، وهو نجم نابض يرافقه قزم أبيض تبلغ كتلته حوالي 1.3 كتلة شمسية. يبعد هذا النظام حوالي 870 سنة ضوئية عن الأرض، وهو أحد أقرب النجوم النابضة الثنائية المعروفة.
لقد جذبت الكتلة والخصائص الفريدة للنجوم المرافقة في IMBP انتباه علماء الفلك. وتتميز هذه الأقزام البيضاء عالية الجودة، مثل PSR J2222−0137 B، بدرجات حرارة منخفضة للغاية، ويُطلق عليها حتى "النجوم الماسية". وفي الوقت نفسه، فإن خصائصه المتبلورة تجعله فريدًا في الكون، مما يحفز المزيد من الاستكشاف للأنظمة الثنائية وتفاعلاتها.
إن وجود النجوم المرافقة له تأثير عميق على إشعاع النجوم النابضة وبيئتها الكونية. "
من الخصائص الأخرى للنجوم النابضة الثنائية تبادل المادة بينها وبين النجوم المرافقة لها، حيث تتوسع العديد من النجوم المرافقة العادية أثناء تطورها وترمي طبقاتها الخارجية من المادة نحو النجم النابض. تنتج هذه العملية إشعاع الأشعة السينية، وتخلق مرحلة ثنائية للأشعة السينية، وقد تؤدي إلى تكوين قرص تراكمي يحيط بالنجم النابض. يمكن أن يؤثر تدفق "الرياح" أو الجسيمات النسبية التي ينتجها النجم النابض على المجال المغناطيسي للنجم المرافق، مما قد يكون له تأثير جذري على انبعاث النبض. توفر لنا هذه التفاعلات رؤى جديدة حول النجوم النابضة وبيئاتها.
باختصار، النجوم النابضة الثنائية ليست فقط أداة ممتازة لاختبار القوانين الفيزيائية الأساسية، ولكنها أيضًا نافذة مهمة لمساعدتنا على فهم بنية الكون بشكل أفضل. ومع استمرار تحسن تكنولوجيا المراقبة، سنكون قادرين على استنتاج خصائص النجم المرافق غير المرصودة بشكل أكثر دقة من إشارات النبض المقاسة، مما سيقود فهمنا للكون خطوة إلى الأمام. في مثل هذا الكون المعقد، كم عدد النجوم المرافقة غير المكتشفة التي تختبئ عن أعيننا؟
