طور الفلكيون تقنية جديدة لتحديد أعمار النجوم النابضة بالمللي ثانية بدقة ، وهي أسرع النجوم تدور في الكون. قال بولينت كيزيلتان ، طالب الدراسات العليا في علم الفلك والفيزياء الفلكية بجامعة كاليفورنيا سانت أ كروز ، إن الطريقة القياسية لتقدير أعمار النجم النابض من المعروف أنها تسفر عن نتائج غير موثوقة ، وخاصة بالنسبة للنجوم النابضة التي تدور بسرعة عالية من الثانية ، وقال: "إن التحديد الدقيق لأعمار النجوم النابضة له أهمية أساسية ، لأنه له تداعيات لفهم تكوين وتطور النجوم النابضة ، وفيزياء النجوم النيوترونية ، ومناطق أخرى".
يعمل كيزيلتان مع ستيفن ثورسيت ، أستاذ علم الفلك والفيزياء الفلكية في جامعة كاليفورنيا في كاليفورنيا ، لدراسة تطور النجوم النابضة بالملي ثانية. قدم نتائجهم في اجتماع الجمعية الفلكية الأمريكية في باسادينا يوم الاثنين 8 يونيو.
النجم النابض هو نجم نيوتروني سريع الدوران ، النواة المنهارة التي تبقى بعد انفجار نجم ضخم على شكل مستعر أعظم. ينبعث النجم النابض من موجات الراديو (بالإضافة إلى الأشعة السينية وأشعة غاما) من الأقطاب المغناطيسية للنجم النيوتروني. نظرًا لعدم محاذاة القطبين المغناطيسيين مع محور دوران النجم ، تجتاح الحزم مثل منارة المنارة ، مما يرسل نبضات موجات الراديو نحو المراقبين على الأرض. تقابل الفترة بين كل نبضة للموجات الراديوية معدل دوران النجم النيوتروني.
"في معظم الحالات ، المعلومات الوحيدة التي لدينا هي نبض الراديو الذي نتلقاه من هذه النجوم الصغيرة. وقال كيزيلتان "نحاول من هذه النبضات تحديد الأعمار والكتل والمعلمات المدارية - وهي مهمة صعبة للغاية بالفعل".
تميل النجوم النابضة العادية إلى الدوران بضع مرات في الثانية ، وتتباطأ تدريجيًا مع تقدم العمر ، وتصبح في النهاية باهتة للغاية بحيث لا يمكن اكتشافها. ومع ذلك ، تدور النجوم النابضة بالمللي ثانية مئات الوقت في الثانية. يحققون معدلات الدوران غير العادية هذه عن طريق سحب المواد من نجم رفيق ثنائي ، وهي عملية تنقل الزخم الزاوي من الرفيق إلى النجم النابض.
قال كيزيلتان: "عملية التدوير هذه تشبه في الأساس إعطاء الإنعاش القلبي الرئوي لنبضات ميتة أو تحتضر ، مما يمنحها فرصة ثانية للحياة".
يعتمد الأسلوب المعياري لتحديد العمر "المميز" أو "الانسيابي" للنبض على معلمتين: الفترة بين النبضات والمعدل الذي تتباطأ فيه. أظهر Kiziltan و Thorsett أن هذه الطريقة قد تزيد أو تقل عن تقدير عمر النجم النابض بعامل 10 عند تطبيقها على النابض المللي ثانية.
لتحسين دقة التقنية القياسية ، أدرجوا قيودًا إضافية تنشأ عن عملية الدوران وحدود مادية على الحد الأقصى لفترة الدوران. قال كيزيلتان: "قمنا بتعديل حسابات العمر لتكون متسقة مع هذه القيود وأظهرنا أن هذا النهج يمكن أن يحقق تقديرات أقرب إلى العمر النابض الحقيقي".
ويظهرون أنه في بعض الحالات ، يمكن أن يكون النجم النابض بالميللي ثانية الذي يبدو صغيرًا ، في الواقع ، عدة مليارات من السنين. في حالات أخرى ، قد تحاكي النجوم النابضة بالملي ثانية الصغيرة خصائص النجوم النابضة التي هي قديمة قدم المجرة نفسها.
المصادر: AAS، UCSC
