تمكن علماء الفلك، لأول مرة، من رسم خريطة مباشرة للمجال المغناطيسي المحيط بنجم نابض “منارة” غير عادي، وكشفوا عن طريق كوني غير مرئي يقوم بتوجيه الجسيمات المنبعثة من بقايا النجوم التي تدور بسرعة.
باستخدام ناسا تصوير مستكشف استقطاب الأشعة السينية (IXPE)، قام الباحثون بقياس المجال المغناطيسي حول النجم النابض PSR J1101−6101 – الملقب بـ “المنارة” – وأكدوا التنبؤ طويل الأمد بأن جزيئاته عالية الطاقة تتدفق على طول خطوط المجال المغناطيسي الممتدة عبر درب التبانة. يقدم هذا الاكتشاف نظرة نادرة على كيفية قيام بعض الأجسام الأكثر تطرفًا في الكون بتسريع الجسيمات إلى ما يقرب من سرعة الضوء، وفق بيان من وكالة الفضاء.
النجوم النابضة تدور بسرعة النجوم النيوترونية – البقايا فائقة الكثافة التي تُترك عندما تنفجر النجوم الضخمة على شكل مستعرات أعظم. تقوم مجالاتها المغناطيسية القوية بتوجيه حزم الإشعاع من أقطابها المغناطيسية التي تجتاح الفضاء أثناء دوران النجوم، تمامًا مثل شعاع المنارة.
يدور PSR J1101−6101، الموجود في مركز سديم المنارة، حوالي 16 مرة في الثانية ويسافر بسرعة تفوق سرعة الصوت بعد تلقيه ركلة قوية من جسمه. سوبر نوفا الذي خلقه. عندما يخترق الغاز بين النجوم، فإنه يترك وراءه ذيلًا ساطعًا من الأشعة السينية بينما ينتج خيطًا ضيقًا يبرز بشكل عمودي تقريبًا على اتجاه سفره. لقد اشتبه علماء الفلك منذ فترة طويلة في أن هذا الهيكل غير العادي يتتبع إلكترونات نشطة تهرب على طول درب التبانة المجال المغنطيسي.
وقال جاك دينسمور، المؤلف الرئيسي للدراسة والطالب الجامعي في جامعة ستانفورد، في البيان: “أردنا اختبار هذه النظرية”. “يمكن أن يأتي “الدليل الدخاني” عن طريق قياس استقطاب الضوء، الذي يشير إلى المجال المغنطيسي اتجاه. إذا كان المجال المغناطيسي يشير على طول الفتيل، فهذا يؤكد أن جزيئات الفتيل تتدفق على طول المجال.”
على عكس تلسكوبات الأشعة السينية التقليدية، يقيس IXPE استقطاب الأشعة السينية – الاتجاه المفضل لمجالاتها الكهربائية – مما يسمح للعلماء بإعادة بناء هندسة المجالات المغناطيسية غير المرئية. لأن سديم المنارة خافتًا نسبيًا في الأشعة السينية، طور الباحثون تقنيات تحليل جديدة لاستخراج أكبر قدر ممكن من المعلومات من الملاحظات.
ووجد الفريق أن المجال المغناطيسي يسير بالتوازي مع خيط طويل بشكل ملحوظ يمتد بعيدًا عن النجم النابض، مما يؤكد أن الجسيمات عالية الطاقة تتدفق على طول خطوط المجال المغناطيسي. لكن الملاحظات كشفت أيضًا عن تطور غير متوقع: فالمجال أكثر تنظيمًا بكثير مما توقعه العلماء. تشير إشارة الاستقطاب القوية بشكل غير عادي إلى أن الفتيل يحتوي على كمية أقل بكثير الاضطراب المغناطيسي مما تتنبأ به النماذج الحالية، مما يوفر نظرة جديدة حول كيفية قيام النجوم النابضة سريعة الحركة بحقن جزيئات نشطة في المجرة المحيطة.
“إن الاختلاف المذهل في اتجاهات المجال المغناطيسي الذي لوحظ بين الراديو و الأطوال الموجية للأشعة السينية وقال نيكولو بوكيانتيني، المؤلف المشارك للدراسة من المعهد الوطني الإيطالي للفيزياء الفلكية، في البيان: “يقدم دليلاً دامغًا على الطبيعة شديدة التنظيم لهذه الأجسام. يمثل هذا أول مؤشر واضح على أن الجسيمات ذات الطاقات المختلفة تحتل مناطق مختلفة داخل النظام، مما يشير إلى وجود آليات تسارع متعددة، وربما مختلفة تمامًا”.
وكانت النتائج التي توصلوا إليها تم النشر في 9 يوليو في مجلة الفيزياء الفلكية.
المصدر الأصلي: www.space.com
