رصد یک «مغنااختر سیار» در دل راه شیری

ستاره‌شناسان با استفاده از «تلسکوپ فضایی هابل»(HST) موفق به رصد یک «مغنااختر»(Magnetar) سیار در کهکشان راه شیری شدند.

کد خبر: ۷۹۷۳۶۰

تاریخ: ۰۷ ارديبهشت ۱۴۰۴ - ۱۷:۴۴

به گزارش ایران اکونومیست، «مغنااخترها» یا «ستاره‌های مغناطیسی» از نادرترین و عجیب‌ترین پدیده‌های کهکشانی هستند. آنها میدان‌های مغناطیسی قدرتمندی دارند و ممکن است منبع «انفجارهای رادیویی سریع»(FRB) باشند.

به نقل از یوتی، گروهی از ستاره‌شناسان به سرپرستی «اشلی کرایمز»( Ashley Chrimes) محقق «آژانس فضایی اروپا»، به تازگی با استفاده از «تلسکوپ فضایی هابل» یک «مغنااختر» موسوم به «SGR ۰۵۰۱+۴۵۱۶» یا به اختصار «SGR۰۵۰۱» را ردیابی کردند. این ستاره با سرعتی تا ۶۵ کیلومتر در ثانیه در کهکشان راه شیری در حال حرکت است.

چالش بزرگ دانشمندان، یافتن زادگاه و کشف منشأ آن است. در ابتدا، ستاره‌شناسان فکر می‌کردند که این «مغنااختر» می‌تواند مربوط به بقایای یک «ابرنواختر»(supernova) با نام «HB۹» باشد. پس از مطالعات فراوان مشخص شد که این «مغنااختر»، محصول یک «ابرنواختر» ناشی از فروپاشی هسته آن نیست. با این حال ستاره‌شناسان از منشأ آن کاملا مطمئن نیستند.

«کرایمز» می‌گوید: «مغنااخترها» ستاره‌های نوترونی هستند که سراسر از نوترون تشکیل شده‌اند. چیزی که آنها را منحصر به فرد می‌کند، میدان‌های مغناطیسی پرقدرت آنهاست. نتیجه‌گیری قطعی ما این است که «مغنااختر SGR۰۵۰۱» از «ابرنواختر HB۹» متولد نشده است.

وی افزود: با این حال، از آنجایی که هیچ محل تولد مشخص یا مدرک قطعی دیگری برای منشأ آنها وجود ندارد، همه گزینه‌ها محتمل هستند و ما هنوز نمی‌توانیم بگوییم کدام یک محتمل‌تر است.

رمزگشایی از مسیر این مغنااختر سیار

تنها حدود ۳۰ «مغنااختر» شناخته شده در کهکشان راه شیری وجود دارد. این توپ‌های متراکم نوترونی، خیلی بزرگ نیستند. اندازه‌های کوچک آنها، میدان‌های مغناطیسی فوق‌العاده قوی که تولید می‌کنند را پنهان می‌کند. این میدان‌ها آنقدر قوی هستند که اگر یکی از آنها از کنار زمین در فاصله ماه عبور کند، تمام کارت‌های اعتباری ما از کار می افتند.

خوشبختانه، دانشمندان آنها را از دور مشاهده می‌کنند. «کرایمز» تخمین می‌زند که به احتمال زیاد حدود ۶۵۲۰ سال نوری از ما فاصله دارند. «مغنااختر SGR۰۵۰۱» در سال ۲۰۰۸ مشاهده شد. همچنین به نظر می‌رسید که نزدیک به بقایای «ابرنواختر HB۹» است.

طبیعتاً ستاره‌شناسان فرض کردند که این دو ممکن است با هم مرتبط باشند، زیرا مغنااخترهای شناخته‌شده، نتیجه انفجارهای ابرنواختری ناشی از فروپاشی هسته هستند.

فاصله بین «مغنااخترها» و مرکز بقایای «ابرنواختر» در آسمان، ۸۰ دقیقه قوسی است. با این حال، پس از مطالعه این «مغنااختر» توسط تلسکوپ «هابل»، همه چیز جور در نیامد. مجموعه‌ای از مشاهدات «هابل» به مدت یک دهه منجر به تصاویری شد که به ستاره‌شناسان کمک کرد تا مسیر این «مغنااختر» را در حین حرکت آن تشخیص دهند.

محققان با ردیابی موقعیت آن، حرکت ظاهری این جرم را در آسمان ترسیم کردند. سرعت و جهت حرکت مغنااختر «SGR۰۵۰۱ » نشان داد که نمی‌تواند با بقایای «ابرنواختر» نزدیک خود مرتبط باشد. ردیابی مسیر هزاران ساله این «مغنااختر» نشان داد که هیچ بقایای «ابرنواختر» وجود نداشته است که بتواند آن را تولید کرده باشد.

نحوه تشکیل این مغنااختر

بنابراین، اگر «مغنااختر SGR۰۵۰۱» در یک انفجار ابرنواختری شکل نگرفته باشد، چه چیز دیگری می‌تواند یک توپ کوچک از نوترون‌ها با یک میدان مغناطیسی فوق‌العاده قوی تشکیل دهد؟

این سوالی بود که محققان در مرحله بعد با آن روبرو شدند. مشخص شد که چند روش غیر ابرنواختری برای ایجاد مغنااخترها وجود دارد. یکی از آنها ادغام دو ستاره نوترونی با جرم کمتر است. این کار «مغنااختر» بزرگتر و قوی‌تر را ایجاد می‌کند.

راه دیگر موسوم به «فروپاشی القایی برافزایشی»(accretion-induced collapse) است. این کار به یک سامانه ستاره‌ای دوگانه نیاز دارد که یکی از اجزای آن یک ستاره «کوتوله سفید»(white dwarf) است. این ستاره‌ها گاز و اجرام را از سیارات خود جذب می‌کند و می‌توانند بیش از حد مصرف کنند. این امر «کوتوله سفید» را ناپایدار می‌کند و منجر به انفجاری عظیم می‌شود.

«اندرو لوان»(Andrew Levan) یکی از محققان از «دانشگاه رادبود»(Radboud University) و «دانشگاه وارویک»(University of Warwick)، گفت: معمولا این سناریو منجر به احتراق واکنش‌های هسته‌ای و انفجار «کوتوله سفید» می‌شود و هیچ چیزی از خود به جا نمی‌گذارد، اما نظریه‌ای مطرح شده است که تحت شرایط خاص، «کوتوله سفید» می‌تواند به یک ستاره نوترونی فرو بریزد. ما فکر می‌کنیم که «مغنااختر SGR ۰۵۰۱» ممکن است به همین دلیل متولد شده باشد.

ارتباط انفجارهای رادیویی سریع با مغنااخترها

تولد یک «مغنااختر» رویدادی بسیار قدرتمند است که نوعی انتشار کوتاه اما قوی را منتشر می‌کند که مشخصه «انفجارهای رادیویی سریع» است. اگر «مغنااختر SGR۰۵۰۱» از یک فروپاشی ناشی از برافزایش یا ادغام تشکیل شده باشد، می‌تواند پدیده «انفجارهای رادیویی سریع» را توضیح دهد.

این انفجارها در حدود کمتر از یک میلی‌ثانیه رخ می‌دهند و ممکن است دوباره رخ ندهند. آنها درخشش‌های گذرا در آسمان هستند. بسیاری از «انفجارهای رادیویی سریع» در خارج از کهکشان راه شیری ما رخ می‌دهند، اما برخی از آنها داخل کهکشان نیز شناسایی می‌شوند.

«ناندا ریا»(Nanda Rea) از موسسه علوم فضایی در بارسلونا گفت: نرخ تولد و سناریوهای تشکیل «مغنااختر» از جمله مهمترین سوالات در اخترفیزیک هستند و پیامدهایی برای بسیاری از قدرتمندترین رویدادهای گذرای جهان مانند ابرنواخترهای فوق درخشان و «انفجارهای رادیویی سریع» دارند.

«مغنااخترها» که از طریق «فروپاشی ناشی از برافزایش» تشکیل می‌شوند، می‌توانند انواع انفجارهای کوتاه و قدرتمند امواج رادیویی را فراهم کنند. این می‌تواند موجب مشاهده «انفجارهای رادیویی سریع» در جمعیت‌های ستاره‌ای شود. همچنین مشاهده آنها می‌تواند علت پیر بودن ستاره‌های عظیم را که می‌توانند به صورت «ابرنواختر» منفجر شوند، توضیح دهد.

از آنجایی که «مغنااخترهای» دیگری برای مطالعه وجود دارند، این تیم در حال برنامه‌ریزی برای استفاده از «تلسکوپ هابل» برای مشاهدات بیشتر از این بقایای ستاره‌ای مغناطیسی است.