اكتشف علماء الفلك جسمًا نجميًا غامضًا ينفجر موجات راديوية كل 22 دقيقة

اكتشف الباحثون جسمًا نجميًا جديدًا ، يحتمل أن يكون نجمًا مغناطيسيًا طويل المدى للغاية ، يتحدى الفهم الحالي للنجوم النيوترونية. يصدر موجات راديو كل 22 دقيقة ، وهي أطول فترة تم تسجيلها على الإطلاق ، يتحدى هذا الكائن النظريات الحالية ولكنه يقدم رؤى واعدة في النجم النيوتروني الفيزياء والتطور المغناطيسي. يخطط الفريق لإجراء مزيد من البحث ، على أمل اكتشاف المزيد من هذه الأجرام السماوية غير العادية.

فريق دولي بقيادة علماء الفلك من عقدة جامعة كيرتن بالمركز الدولي لأبحاث علم الفلك الراديوي (ICRAR) اكتشف نوعًا جديدًا من الأجسام النجمية التي تتحدى فهمنا لفيزياء النجوم النيوترونية.

يمكن أن يكون الجسم عبارة عن نجم مغناطيسي طويل للغاية ، وهو نوع نادر من النجوم ذات مجالات مغناطيسية قوية للغاية يمكنها إنتاج دفعات قوية من الطاقة.

حتى وقت قريب ، أطلقت جميع النجوم المغناطيسية المعروفة الطاقة على فترات تتراوح من بضع ثوانٍ إلى بضع دقائق. يصدر الجسم المكتشف حديثًا موجات راديو كل 22 دقيقة ، مما يجعله أطول فترة مغناطيسية يتم اكتشافها على الإطلاق.

نُشر البحث في 19 يوليو / تموز في المجلة طبيعة.

https://www.youtube.com/watch؟v=7XslIWSSG5s
رسم متحرك يصف الاكتشاف وسلوك الكائن والشكل الذي قد يبدو عليه. الائتمان: ICRAR

الملاحظات والنتائج

اكتشف علماء الفلك الجسم باستخدام Murchison Widefield Array (MWA) ، وهو تلسكوب لاسلكي في Wajarri Yamaji Country في المناطق النائية غرب أستراليا.

قالت الكاتبة الرئيسية الدكتورة ناتاشا هيرلي ووكر إن النجم المغناطيسي ، المسمى GPM J1839−10 ، يبعد 15000 سنة ضوئية عن الأرض في كوكبة Scutum.

وقالت: “هذا الجسم الرائع يتحدى فهمنا للنجوم النيوترونية والمغناطيسية ، والتي تعد من أكثر الأشياء غرابةً والأكثر تطرفاً في الكون”.

الجسم النجمي هو الثاني فقط من نوعه الذي تم اكتشافه على الإطلاق بعد اكتشاف الأول من قبل الطالب الجامعي Tyrone O’Doherty بجامعة كيرتن.

انطباع فنان عن تلسكوب Murchison Widefield Array الراديوي الذي يراقب النجم المغناطيسي ذي الفترة الطويلة جدًا ، على بعد 15000 سنة ضوئية من الأرض في كوكبة Scutum. الائتمان: ICRAR

فهم جديد للمغناطيسيين

في البداية ، كان المجتمع العلمي في حيرة من اكتشافهم.

قاموا بنشر ورقة في طبيعة في كانون الثاني (يناير) 2022 يصف جسمًا عابرًا غامضًا يظهر ويختفي بشكل متقطع ، ويصدر حزمًا قوية من الطاقة ثلاث مرات في الساعة.

قال الدكتور هيرلي ووكر – مشرف O’Doherty الفخري – إن الشيء الأول فاجأنا.

قالت: “لقد كنا في حيرة من أمرنا”. “لذلك بدأنا في البحث عن كائنات مماثلة لمعرفة ما إذا كان حدثًا منفردًا أم مجرد قمة جبل جليدي.”

بين يوليو وسبتمبر 2022 ، قام الفريق بمسح السماء باستخدام تلسكوب MWA. وسرعان ما وجدوا ما كانوا يبحثون عنه في GPM J1839−10. ينبعث منه دفعات من الطاقة تدوم حتى خمس دقائق – خمس مرات أطول من الجسم الأول.

تم اكتشاف النجم المغناطيسي بواسطة تلسكوب راديو Murchison Widefield Array (MWA) ، مع انضمام مجموعة من المرافق الأخرى حول العالم لتأكيد الاكتشاف ودراسة الجسم. MeerKAT – Credit: South African Radio Astronomy Observatory (SARAO) ، Gran Telescopio Canarias – Credit: Daniel López / IAC ، Murchison Widefield Array – Credit: Marianne Annereau ، Giant Metrewave Radio Telescope – Credit: NCRA، Australian SKA Pathfinder – Credit: CSIRO / Dragonfly Media، Australia صفيف كبير جدًا – الائتمان: AUI / NRAO ، XMM-Newton – Credit: European Space Agency

تأكيد الاكتشاف

تمت متابعة التلسكوبات الأخرى لتأكيد الاكتشاف ومعرفة المزيد عن الخصائص الفريدة للكائن.

وشملت هذه ثلاثة CSIRO التلسكوبات الراديوية في أستراليا ، تلسكوب MeerKAT الراديوي في جنوب إفريقيا ، تلسكوب Grantecan (GTC) 10 م ، وتلسكوب XMM-Newton الفضائي.

مسلحًا بالإحداثيات السماوية وخصائصها في GPM J1839−10 ، بدأ الفريق أيضًا في البحث في أرشيفات المراقبة الخاصة بالتلسكوبات الراديوية الرائدة في العالم.

وقالت: “ظهرت في الملاحظات التي أجراها تلسكوب راديو Giant Metrewave (GMRT) في الهند ، وكان لدى المصفوفة الكبيرة جدًا (VLA) في الولايات المتحدة ملاحظات تعود إلى عام 1988”.

“كانت تلك لحظة رائعة بالنسبة لي. كنت في الخامسة من عمري عندما سجلت تلسكوباتنا لأول مرة نبضات من هذا الجسم ، لكن لم يلاحظها أحد ، وبقيت مخفية في البيانات لمدة 33 عامًا.

“لقد فاتهم ذلك لأنهم لم يتوقعوا العثور على أي شيء من هذا القبيل.”

انطباع فنان عن المغناطيس ذو الفترة الطويلة للغاية. بعث الجسم نبضًا مدته خمس دقائق من طاقة الطول الموجي الراديوي لمدة 33 عامًا على الأقل. الائتمان: ICRAR

تحدي النماذج الحالية

ليست كل النجوم المغناطيسية تنتج موجات راديو. يوجد بعضها تحت “خط الموت” ، وهي عتبة حرجة حيث يصبح المجال المغناطيسي للنجم أضعف من أن يولد انبعاثات عالية الطاقة.

قال الدكتور هيرلي ووكر: “الجسم الذي اكتشفناه يدور ببطء شديد لإنتاج موجات راديو – إنه تحت خط الموت”.

“بافتراض أنه نجم مغناطيسي ، لا ينبغي أن يكون من الممكن لهذا الجسم أن ينتج موجات راديو. لكننا نراهم.

“ونحن لا نتحدث فقط عن لمحة صغيرة من انبعاث الراديو. كل 22 دقيقة ، يصدر نبضًا من طاقة الطول الموجي لمدة خمس دقائق ، وهو يفعل ذلك لمدة 33 عامًا على الأقل.

“مهما كانت الآلية الكامنة وراء هذا فهو استثنائي.”

تم استخدام مركز أبحاث Pawsey Supercomputing لتخزين ومشاركة البيانات المستخدمة لهذا البحث. الائتمان: مركز أبحاث Pawsey Supercomputing

يتطلع إلى المستقبل

هذا الاكتشاف له آثار مهمة على فهمنا لفيزياء النجوم النيوترونية وسلوك المجالات المغناطيسية في البيئات القاسية.

كما أنه يثير أسئلة جديدة حول تكوين وتطور المغناطيسية ويمكن أن يلقي الضوء على أصل الظواهر الغامضة مثل الاندفاعات الراديوية السريعة.

يخطط فريق البحث لإجراء المزيد من الملاحظات على النجم المغناطيسي لمعرفة المزيد عن خصائصه وسلوكه.

إنهم يأملون أيضًا في اكتشاف المزيد من هذه الأشياء الغامضة في المستقبل ، لتحديد ما إذا كانت بالفعل عبارة عن مغناطيسات ذات فترات طويلة جدًا ، أو حتى شيء أكثر ظاهرية.

المرجع: “عابر راديو طويل المدى نشط لمدة ثلاثة عقود” بقلم N. Hurley-Walker ، N. Rea ، SJ McSweeney ، BW Meyers ، E. Lenc ، I. Heywood ، SD Hyman ، YP Men ، TE Clarke ، F. Coti Zelati ، DC Price ، C. Horváth ، TJ Galvin ، GE Anderson ، A. cci، JS Morgan، KM Rajwade، B. Stappers and A. Williams، 19 July 2023، طبيعة.
DOI: 10.1038 / s41586-023-06202-5

يعد MWA مقدمة لأكبر مرصد لعلم الفلك الراديوي في العالم ، مصفوفة الكيلومتر المربع ، والتي هي قيد الإنشاء في أستراليا وجنوب إفريقيا. تحتفل MWA بإنجاز هام هذا العام حيث تكمل عقدًا من العمليات والاكتشافات العلمية الدولية.

المركز الدولي لبحوث الفلك الراديوي (ICRAR) هو مشروع مشترك بين جامعة كيرتن وجامعة أستراليا الغربية بدعم وتمويل من حكومة ولاية أستراليا الغربية.

نعترف ب Wajarri Yamaji كمالكين تقليديين وأصحاب ملكية أصليين لـ Inyarrimanha Ilgari Bundara ، موقع مرصد علم الفلك الراديوي CSIRO Murchison حيث توجد Murchison Widefield Array.

ساعد مركز Pawsey Supercomputing Research في بيرث – أحد مرافق الحوسبة الفائقة الوطنية الممولة من المستوى الأول – في تخزين ومعالجة ملاحظات MWA المستخدمة في هذا البحث.