النجوم النيوترونية هي بقايا النجوم العملاقة التي ماتت في انفجار ناري يعرف باسم المستعر الأعظم. بعد هذا الانفجار ، تتجمع نوى هذه النجوم السابقة في جسم فائق الحساسية مع كتلة الشمس المعبأة في كرة بحجم المدينة.
كيف تتكون النجوم النيوترونية؟
وفقًا لوكالة ناسا ، تحافظ النجوم العادية على شكلها الكروي لأن الجاذبية الشديدة للكتلة العملاقة تحاول سحب غازها نحو نقطة مركزية ، ولكن يتم موازنتها بالطاقة من الانصهار النووي في نوىها ، والتي تمارس ضغطًا خارجيًا. في نهاية حياتهم ، تحترق النجوم التي يتراوح حجمها بين أربعة إلى ثمانية أضعاف كتلة الشمس من خلال الوقود المتاح وتتوقف تفاعلاتها الاندماجية الداخلية. تنهار الطبقات الخارجية للنجوم بسرعة إلى الداخل ، وترتد عن النواة السميكة ثم تنفجر مرة أخرى على أنها مستعر أعنف.
لكن النواة الكثيفة تستمر في الانهيار ، مما يولد ضغوطًا عالية جدًا بحيث يتم ضغط البروتونات والإلكترونات معًا في النيوترونات ، بالإضافة إلى جزيئات خفيفة الوزن تسمى النيوترينوات التي تهرب إلى الكون البعيد. النتيجة النهائية هي نجم كتلته 90٪ من النيوترونات ، والتي لا يمكن عصرها أكثر إحكامًا ، وبالتالي لا يمكن للنجم النيوتروني أن ينهار أكثر.
خصائص النجم النيوتروني
افترض علماء الفلك لأول مرة عن وجود هذه الكيانات النجمية الغريبة في الثلاثينيات ، بعد فترة وجيزة من اكتشاف النيوترون. ولكن حتى عام 1967 كان لدى العلماء أدلة جيدة على النجوم النيوترونية في الواقع. لاحظت طالبة دراسات عليا تدعى جوسلين بيل في جامعة كامبريدج في إنجلترا نبضات غريبة في تلسكوب الراديو الخاص بها ، تصل بانتظام لدرجة أنها اعتقدت في البداية أنها قد تكون إشارة من حضارة غريبة ، وفقًا للجمعية الفيزيائية الأمريكية. تبين أن الأنماط لا تكون E.T. بل إشعاع ينبعث من النجوم النيوترونية سريعة الدوران.
يضفي المستعر الأعظم الذي يولد نجمًا نيوترونيًا قدرًا كبيرًا من الطاقة على الجسم الصغير ، مما يجعله يدور حول محوره بين 0.1 و 60 مرة في الثانية ، وحتى 700 مرة في الثانية. تنتج الحقول المغناطيسية الهائلة لهذه الكيانات أعمدة عالية الطاقة من الإشعاع ، والتي يمكن أن تجتاز الأرض مثل عوارض المنارة ، مما يخلق ما يعرف باسم النجم النابض.
إن خصائص النجوم النيوترونية خارجة تمامًا عن هذا العالم - ملعقة واحدة من مادة النجم النيوتروني تزن مليار طن. إذا كنت ستقف بطريقة ما على سطحها دون أن تموت ، فستواجه قوة جاذبية أقوى بمليار مرة مما تشعر به على الأرض.
قد يكون المجال المغناطيسي للنجم النيوتروني العادي أقوى تريليونات المرات من مجال الأرض. لكن بعض النجوم النيوترونية لها حقول مغناطيسية أكثر تطرفًا ، ألف مرة أو أكثر من متوسط النجم النيوتروني. يؤدي هذا إلى إنشاء شيء يعرف باسم المغناطيس.
يمكن للزلازل النجمية على سطح المغناطيس - أي ما يعادل الحركات القشرية على الأرض التي تولد الزلازل - إطلاق كميات هائلة من الطاقة. في عُشر الثانية ، قد ينتج النجم المغناطيسي طاقة أكثر من الشمس المنبعثة في 100000 سنة الماضية ، وفقًا لوكالة ناسا.
البحث عن النجوم النيوترونية
لقد فكر الباحثون في استخدام نبضات النجوم النيوترونية الثابتة التي تشبه الساعة للمساعدة في الملاحة في المركبات الفضائية ، مثل أشعة GPS التي تساعد في توجيه الناس على الأرض. تجربة على محطة الفضاء الدولية تسمى Station Explorer لتوقيت الأشعة السينية وتكنولوجيا الملاحة (SEXTANT) تمكنت من استخدام الإشارة من النجوم النابضة لحساب موقع محطة الفضاء الدولية ضمن مسافة 10 أميال (16 كم).
لكن يبقى الكثير مما يجب فهمه عن النجوم النيوترونية. على سبيل المثال ، في عام 2019 ، اكتشف علماء الفلك أضخم نجم نيوتروني تم رؤيته على الإطلاق - مع حوالي 2.14 مرة كتلة شمسنا في كرة على الأرجح حوالي 12.4 ميل (20 كم) عبر. عند هذا الحجم ، يكون الكائن عند الحد الذي كان يجب أن ينهار فيه إلى ثقب أسود ، لذلك يقوم الباحثون بفحصه عن كثب لفهم أفضل للفيزياء الغريبة المحتملة في العمل.
يكتسب الباحثون أيضًا أدوات جديدة لدراسة ديناميكيات النجوم النيوترونية بشكل أفضل. وباستخدام مرصد موجات التداخل بالليزر (LIGO) ، تمكن الفيزيائيون من رصد موجات الجاذبية المنبعثة عندما تدور نجمتان نيوترونيتان حول بعضهما البعض ثم تصطدم. قد تكون هذه الاندماجات القوية مسؤولة عن صنع العديد من المعادن الثمينة التي نمتلكها على الأرض ، بما في ذلك البلاتين والذهب والعناصر المشعة ، مثل اليورانيوم.
