یکی از سریع‌ترین ستارگان چرخان در کیهان را بشناسید!

کشف ستاره نوترونی با چرخش سریع در کهکشان راه شیری

تحقیقات جدید در کهکشان راه شیری نشان می‌دهد که یک ستاره نوترونی با سرعت بسیار بالا حول محور خود می‌چرخد. این ستاره با سرعت ۷۱۶ بار در ثانیه می‌چرخد و یکی از سریع‌ترین اجسام چرخان شناخته شده است. کهکشان راه شیری همچنان رازهای زیادی درباره جهان در خود نهفته دارد. اکنون، محققان دانشگاه DTU موفق به کشف یکی دیگر از این رازها با استفاده از تلسکوپ فضایی اشعه ایکس شده‌اند که بر روی ایستگاه فضایی بین‌المللی (ISS) نصب است.

این جسم کوچک اما بسیار سنگین و سریع‌چرخان، یک ستاره نوترونی است که بخشی از یک سیستم ستاره‌ای دوتایی به نام ۴U ۱۸۲۰-۳۰ می‌باشد. این سیستم در صورت فلکی قوس در نزدیکی مرکز کهکشان ما قرار دارد. دکتر گوراو کی. جایساوال، دانشمند ارشد DTU Space و یکی از نویسندگان اصلی مقاله‌ای که به تازگی در نشریه Astrophysical Journal منتشر شده، می‌گوید: “ما در حال مطالعه انفجارهای ترمونوکلئاری از این سیستم بودیم که ناگهان نوسانات شگفت‌انگیزی را کشف کردیم که نشان می‌دهد یک ستاره نوترونی با سرعت حیرت‌انگیز ۷۱۶ بار در ثانیه حول محور خود می‌چرخد.”

او ادامه می‌دهد: “اگر مشاهدات آینده این موضوع را تأیید کنند، ستاره نوترونی ۴U ۱۸۲۰-۳۰ یکی از سریع‌ترین اجسام چرخان شناخته شده در جهان خواهد بود و تنها با ستاره نوترونی دیگری به نام PSR J1748-2446 قابل مقایسه است.”

این ستاره نوترونی با استفاده از تلسکوپ اشعه ایکس NICER ناسا که به فناوری ردیاب ستاره‌ای DTU Space مجهز شده و در خارج از ایستگاه فضایی بین‌المللی نصب شده است، مشاهده شده است. سیستم دوربین ردیاب ستاره‌ای اطمینان حاصل می‌کند که ابزار اشعه ایکس همواره در جهت صحیح قرار دارد و به درستی به سمت ستاره‌های نوترونی کوچک و دوردست در کهکشان راه شیری نشانه‌گیری می‌کند.

پدیده‌ای بسیار شدید در فاصله‌ای دور

ستاره نوترونی، که به آن ستاره مرده نیز می‌گویند، از بقایای یک ستاره بزرگ و سنگین که در یک سوپرنوا منفجر شده، تشکیل شده است. چند هزار از این ستاره‌ها کشف شده‌اند و از جهات مختلف بسیار شدید هستند. آن‌ها متراکم‌ترین اجسامی هستند که در کیهان قابل مشاهده‌اند.

ستاره نوترونی و ویژگی‌های منحصر به فرد آن

ستاره نوترونی مورد بحث تنها ۱۲ کیلومتر قطر دارد، اما جرمی معادل ۱.۴ برابر جرم خورشید را داراست. این ستاره در فاصله ۲۶,۰۰۰ سال نوری از زمین قرار دارد. برای مقایسه، فاصله نزدیک‌ترین ستاره به زمین، پروکسیما قنطورس، حدود ۴.۳ سال نوری است. این بدان معناست که نور پروکسیما قنطورس ۴.۳ سال طول می‌کشد تا به ما در زمین برسد، در حالی که نور ستاره نوترونی ۲۶,۰۰۰ سال در سفر است تا ما بتوانیم آن را در زمین مشاهده کنیم.

سیستم ستاره‌ای دوگانه و ویژگی‌های آن

ستاره نوترونی بخشی از یک سیستم ستاره‌ای دوگانه با اشعه ایکس است. چنین سیستمی شامل دو ستاره است که به دور یکدیگر می‌چرخند. نکته جالب در مورد سیستم ‘۴U 1820-30’ این است که ستاره همراه آن یک کوتوله سفید است که اندازه‌ای تقریباً برابر با زمین دارد. این ستاره هر ۱۱ دقیقه به دور ستاره نوترونی می‌چرخد و این سیستم را به یکی از سیستم‌های با کوتاه‌ترین دوره مداری شناخته شده تبدیل می‌کند.

انفجارهای سطحی به قدرت بمب اتمی

به دلیل گرانش شدید ستاره نوترونی، این ستاره مواد را از ستاره همراه خود می‌کشد. هنگامی که مقدار کافی ماده بر روی سطح آن جمع شود، یک انفجار ترمونوکلئاری شدید روی ستاره نوترونی رخ می‌دهد که مشابه بمب اتمی است. «در طول این انفجارها، ستاره نوترونی تا ۱۰۰,۰۰۰ برابر درخشان‌تر از خورشید می‌شود و مقدار زیادی انرژی آزاد می‌کند»، این را جروم شنوئز، استاد همکار در DTU Space که در مقاله جدیدی در Astrophysical Journal مشارکت داشته، توضیح می‌دهد. «بنابراین ما با رویدادهای بسیار شدید روبرو هستیم و با مطالعه دقیق آن‌ها بینش‌های جدیدی درباره چرخه‌های زندگی هیجان‌انگیز سیستم‌های ستاره‌ای دوگانه و تشکیل عناصر در جهان به دست می‌آوریم.»

مشاهدات و کشفیات جدید

از طریق مشاهدات انجام شده با NICER بین سال‌های ۲۰۱۷ تا ۲۰۲۱، محققان ۱۵ انفجار اشعه ایکس ترمونوکلئاری از سیستم ستاره‌ای دوگانه با اشعه ایکس به نام ‘۴U 1820-30’ کشف کردند. یکی از این انفجارها نشان‌دهنده امضایی به نام ‘نوسانات انفجار ترمونوکلئاری’ بود که با فرکانس ۷۱۶ هرتز رخ می‌دهد. این نوسانات انفجار با فرکانس چرخش خود ستاره نوترونی مطابقت دارد، به این معنی که این ستاره با سرعت بی‌سابقه‌ای معادل ۷۱۶ بار در ثانیه به دور محور خود می‌چرخد.