علماء يكتشفون نجمًا نابضًا "محظورًا" يهرب من مستعر أعظم

من الثقوب السوداء الهائلة إلى حضانات النجوم الشاسعة، فإن المناطق البعيدة من الفضاء مليئة بالعديد من العجائب المحيرة.

والآن، نجح العلماء في اكتشاف أحد أكثر الألغاز حيرة حتى الآن.

اكتشف علماء الفلك نجمًا نابضًا هاربًا، يُعرف باسم كالفيرا، يفر من أعقاب انفجار مستعر أعظم لنجم ضخم.

وما يجعل هذا الأمر استثنائيًا حقًا، هو أن هذا النظام يجب أن يكون "محظورًا" في هذه المنطقة الفارغة من مجرة درب التبانة، على بعد 6500 سنة ضوئية فوق مستوى المجرة.

ويعرف العلماء، النجوم النابضة بأنها النوى شديدة الكثافة وتبقى عندما تنهار النجوم هائلة الكتلة وتنفجر في شكل مستعرات أعظم في نهاية حياتها.

ومع ذلك، لا ينبغي للنجوم الضخمة التي تولد النجوم النابضة أن تكون قادرة على التشكل على مسافة بعيدة عن المناطق الكثيفة من الغاز والغبار بالقرب من المستوى المجري.

وقال الدكتور إيمانويل جريكو، من المعهد الوطني الإيطالي للفيزياء الفلكية، لصحيفة ديلي ميل البريطانية: "بما أن النجم النابض هو البقايا المدمجة لانفجار نجم ضخم، فمن المدهش رؤيته بعيدًا جدًا عن القرص المجري".

وهذا يعني أنه أثناء حياته الطبيعية كنجم، هرب من القرص ثم انفجر.

وتم رصد نظام كالفيرا، الذي سمي على اسم الشرير من فيلم "السبعة الرائعون"، في عام 2022 بواسطة تلسكوب الراديو منخفض التردد "LFR".

ولفت كالفيرا انتباه العلماء على الفور لأنه لا يبدو أنه يتوافق مع أي من قواعد تشكل النجوم، إذ إن عالياً فوق قرص درب التبانة، يتضاءل الغبار والغاز وتسيطر الفراغات بين النجوم على مناطق هائلة.

ومع ذلك، اكتشف تلسكوب هابل الفضائي، الذي يمتد عبر ثماني دول أوروبية، منطقة دائرية شبه مثالية حددها علماء الفلك على أنها بقايا مستعر أعظم.

في نهاية حياة النجم، عندما يحرق كل وقوده، تنهار الطبقات الخارجية إلى الداخل تحت تأثير الجاذبية وتولد كميات هائلة من الضغط.

إذا كان النجم كبيرًا بما يكفي، فإن هذا الضغط سيؤدي إلى انفجار هائل يُعرف باسم المستعر الأعظم، والذي يترك وراءه كرة متوسعة من الغبار والغاز.

ويخلف هذا الانفجار أيضًا جسمًا مضغوطًا على شكل نجم نيوتروني أو حتى ثقب أسود.

وتعد النجوم النابضة نوعًا من النجوم النيوترونية سريعة الدوران، حيث تدور إلى ما يصل إلى 700 مرة في الثانية، وتنتج إشارة وامضة عندما يكتسح شعاع الإشعاع الخاص بها المجرة.

يقول الدكتور جريكو: "أثناء انفجار نجم، يشعر النجم النابض بركلة في الاتجاه المعاكس للاتجاه الذي تُقذف فيه معظم شظايا النجم”.

 “يمكنك ببساطة رؤية ذلك كارتداد للانفجار."

وفي نظام كالفيرا، اكتشف علماء الفلك بقايا مستعر أعظم ونجم نابض قوي، بدا وكأنه ينطلق إلى الفضاء بعيدًا عن الانفجار.

ولمعرفة المزيد، قام الدكتور جريكو وزملاؤه المشاركون بدمج بيانات الأشعة السينية من مركبة الفضاء XMM-Newton التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية مع قياسات من تلسكوبات أخرى عبر الطيف الكهرومغناطيسي.

وكشفت الدراسة أن بقايا المستعر الأعظم تقع على مسافة تتراوح بين 13 ألفًا و16 ألفًا و500 سنة ضوئية من الأرض.

وما هو أكثر إثارة للدهشة هو أننا لا نزال نرى بقايا منتشرة من الانفجار، والتي تستمر لفترات قصيرة نسبيًا - بضع عشرات الآلاف من السنين كحد أقصى - فيما يتصل بعمر النجم، وهذا يعني أن الانفجار حدث مؤخرًا نسبيًا"، كما يقول الدكتور جريكو.

وبناء على معلوماتهم، يقول الباحثون إن المستعر الأعظم حدث على الأرجح منذ ما بين 10 آلاف و20 ألف عام.

في حين أن نجم كالفيرا النابض سوف يستمر في الدوران لملايين السنين القادمة، فإن بقايا المستعر الأعظم من المرجح أن تختفي في غضون "حوالي بضعة آلاف من السنين".

ويقول الدكتور جريكو: دراستهم تشير إلى أن حتى المناطق الأكثر هدوءًا والتي تبدو فارغة في المجرة يمكن أن تؤوي عمليات متطرفة".

ما هي النجوم النابضة؟

النجوم النابضة هي في الأساس نجوم نيوترونية دوارة ذات مغناطيسية عالية.

تتكون هذه النجوم من مادة أكثر كثافة بكثير من المعتاد، مما يعطي النجم بأكمله كثافة مماثلة لنواة الذرة.

سوف ينكمش قطر شمسنا إلى أقل من 18 ميلاً لو كانت كثيفة إلى هذا الحد. 

تمتلك هذه النجوم النيوترونية أيضًا مجالات مغناطيسية قوية للغاية تعمل على تسريع الجسيمات المشحونة.

إنها تصدر إشعاعات على شكل شعاع مخروطي الشكل ينتشر عبر السماء مثل ضوء المنارة عندما يدور النجم.

عندما يكتسح الشعاع الأرض، فإنه يصبح مرئيًا كنجم نابض، مما ينتج ضوءًا يتكرر كل بضع ثوانٍ إلى بضعة ملي ثانية فقط.

تعتبر فترة دورانها مستقرة للغاية لدرجة أن بعض علماء الفلك يستخدمونها لمعايرة الأدوات واقترحوا استخدامها لمزامنة الساعات.

كانت عالمة الفلك البريطانية السيدة جوسلين بيل بورنيل أول شخص يكتشف النجم النابض في عام 1967 عندما رصدت نجمًا نابضًا راديويًا.

ومنذ ذلك الحين، تم رصد أنواع أخرى من النجوم النابضة التي تصدر الأشعة السينية وأشعة جاما.