الجمعة/2018/04/20
الرئيسية / الفضاء / حقائق مذهلة عن النجوم المغناطيسية Magnetars

حقائق مذهلة عن النجوم المغناطيسية Magnetars

حقائق مذهلة عن النجوم المغناطيسية Magnetars

حقائق مذهلة عن النجوم المغناطيسية Magnetars
رسم توضيحي لنجم مغناطيسي by ESO/L. Calçada

 

حقائق مذهلة عن النجوم المغناطيسية Magnetars

النجوم المغناطيسية هي نجوم نيترونية فائقة القوة المغناطيسية وتتميز بحقل مغناطيسي فائق القوة ,

ويصفها العلماء بأنها نجوم تلعب الغميضة مع الفلكييين.

حيث عُرف عنها بأنها تنفجر دون سابق إنذار، بعضها لساعات والبعض الآخر لعدة أشهر، قبل أن تخفت وتعتم وتختفي مرة أخرى!

وقد كان رصد الانفجارات من هذه الأجرام السماوية مهمه صعبة, حيث تكمن الصعوبة في التوقيت!

فكيف يمكن للباحثين مراقبة ما لم يسبق أن شوهد؟

ولذا قد ترك الأمر لناسا لتطوير قطعة كاملة من المعدات للتعامل مع هذه المشكلة

وقامت بمهمة صنع وتطوير مسبار روسي لتوقيت أشعة إكس RXTE .

والتي بدأت في ديسمبر 1995 من مركز كنيدي للفضاء بولاية فلوريدا،

وقد صُمم المسبار لمراقبة الحركة السريعة للنجوم النيوترونية و النجوم النابضة والأشعة السينية

وإندفاعات وقذفات أشعة X التي تسطع في السماء وتختفي.

حيث أن بعض النجوم النابضة تدور أكثر من ألف مرة في الثانية!

والنجم النيوتروني يولد جاذبية قوية

بحيث انها تجعل تأثير اصطدام حلوى المارشيملو بسطح النجم على سبيل المثال موازي لتأثير قوة اصطدام ألف قنبلة هيدروجينية!!

وبإستخدام مسبار RXTE، يمكن للفلكيين دراسة كيفية عمل الجاذبية قرب الثقوب السوداء..

ومراقبة التغيرات في سطوع أشعة X التي قد تستمر لجزء من الألف من الثانية أو لعدة سنوات.

كما أن المسبار يستطيع أن يرصد الأطوال الموجية للانفجارات التي لا يمكن أن تُرى في الضوء المرئي.

 

حقائق مذهلة عن النجوم المغناطيسية Magnetars
رسم توضيحي لمسبار RXTE

 

ووجد أن تناقص المجال المغناطيسي للنجوم المغناطيسية يولد إنبعاثات من الإشعاعات الكهرومغناطيسية عالية الطاقة، وخاصة الأشعة السينية وأشعة جاما.

وقد أُقترحت نظرية وجود النجوم المغناطيسية بواسطة روبرت دنكان وكريستوفر تومسون في عام 1992،

ولكن أول انفجار لأشعة جاما قد سُجل وكان يعتقد أنه من النجوم المغناطيسية قد تم الكشف عنه في 5 مارس عام  1979.

وخلال العقد الذي تلا هذا الاكتشاف أصبحت فرضية النجم المغناطيسي مقبولة على نطاق واسع

باعتباره التفسير المحتمل لمكررات أشعة جاما اللينة (SGRs) ونباضات الأشعة السينية الشاذة (AXPs).

 

خصائص النجوم المغناطيسية Magnetars :

ومثل غيرها من النجوم النيوترونية،

فإن قطر النجوم المغناطيسية Magnetars يبلغ حوالي 20 كيلومترا (12 ميل) ولها كتلة أكبر من الشمس.

والكثافة الداخلية للنجم المغناطيسي تعتبر كبيرة

بحيث إن تم مليء قمع معدني صغير “قمع الخياطه” من مادة النجم فإن وزنه سيوازي أكثر من 100 مليون طن!

thimble1
حجم قمع الخياطه

 

وتختلف النجوم المغناطيسية Magnetars عن غيرها من النجوم النيوترونية من حيث وجود مجالات مغناطيسية أقوى

وبأنها تدور ببطء بالمقارنة مع معظم النجوم النيترونية المعتادة

حيث ان النجوم المغناطيسية Magnetars تكمل دورة كاملة مرة كل 1-10 ثانية، مقارنة مع أقل من ثانية واحدة عن نجم نيوتروني تقليدي واعتيادي.

وهذا المجال المغناطيسي القوي يؤدي إلى رشقات نارية ودفعات قوية جداً ومميزة من الأشعة السينية وأشعة جاما.

Magnetar-3b
رسم توضيحي لنجم مغناطيسي وخطوط مجاله المغناطيسي

كيف تشكلت النجوم المغناطيسية :

عند حدوث إنفجار سوبرنوفا  ينهار النجم إلى نجم نيوتروني،وتزداد قوة مجاله المغناطيسي بشكل كبير 

وبسبب إنخفاض البعد الخطي يزداد ويتضاعف المجال المغناطيسي إلى أربعة أضعاف .

دنكان وطومسون قاموا بحساب أنه أثناء الدوران فإن درجة الحرارة والمجال المغناطيسي للنجم النيوتروني الذي تشكل حديثاً

يقعان في النطاقات الصحيحه التي يمكن لآلية الدينامو أن تعمل بها

ويتم تحويل الحرارة والطاقة الدورانية إلى طاقة مغناطيسية ويزداد الحقل المغناطيسي ، وبشكل طبيعي تصل قوة

الطاقة المغناطيسية لرقم هائل حوالي 100 مليون-100 مليون مليار تسلا , والنتيجة هي تشكل النجم المغناطيسي Magnetars.

Outer_core_convection_rolls
رسم توضيحي لآلية الدينامو التي ينشأ عنها توليدي مجال كهربائي الذي يولد مجال مغناطيسي

 

وتشير التقديرات إلى أن نحو واحد من كل عشرة انفجارات سوبرنوفا ينتج عنه نجم مغناطيسي بدلاً من نجم نيوتروني إعتيادي أو نجم نابض.

والحياة النشطة للنجوم المغناطيسية قصيرة.

حيث أن المجالات المغناطيسية القوية تبدأ بالإضمحلال والانحلال بعد حوالي 10،000 سنة

وبعدها يتوقف نشاط وإنبعاثات الأشعة السينية القوية.

ونظراً لعدد النجوم المغناطيسية Magnetars التي يمكن ملاحظتها ورصدها اليوم،

يضع أحد التقديرات أن عدد النجوم المغناطيسية Magnetars الخاملة في مجرة درب التبانة يصل لحتى 30 مليون نجم أو أكثر.

480px-Artist’s_impression_of_a_gamma-ray_burst_and_supernova_powered_by_a_magnetar
رسم توضيحي يبين إنبعاثات جاما وانفجار مستعر اعظم سوبرنوفا حيث يتغذيان على نجم مغناطيسي by ESO

 

كيف يتم تمييز النجوم المغناطيسية Magnetars

ويتم تمييز النجوم المغناطيسية Magnetars بواسطة المجالات المغناطيسية لها القوية للغاية والتي تقدر قوتها من 100مليون – 100 مليون مليار تسلا.

هذه الحقول المغناطيسية أقوى بمئات الملايين من المرات من أي مغناطيس صنعه الإنسان، وأقوى بمليون مليار مرة من المجال المحيط بالأرض.

الأرض لها حقل مغناطيسي أرضي تقدر قوته من 30-60 ميكروتسلا ،

ومغناطيس النيوديميوم Neodymium magnet الذي يعتبر اقوى المغناطيسات الدائمة الموجودة على الارض …

لديه مجال مغناطيسي قوته تقدر بحوالي 1.25 تسلا.

80px-Neodymium_magnet_lifting_spheres
صورة توضح قوة المغناطيس الدائم حيث يستطيع حمل اضعاف وزنه بآلاف المرات

 

والمجال المغناطيسي للنجم المغناطيسي يكون قاتل حتى على مسافة 1000 كم من الكائن الحي

نظراً للحقل المغناطيسي القوي الذي يشوه ويشتت الغيوم الإلكترونية للذرات المكونة لجسم هذا الكائن،مما يجعل كيمياء الحياة مستحيلة.

وفي منتصف الطريق من المسافة إلى القمر، يمكن للنجم المغناطيسي أن يمحي المعلومات من الشرائط المغناطيسية لجميع بطاقات الائتمان على الأرض.

 

أمثلة من النجوم المغناطيسية  Magnetars المعروفة :

* نجم  SGR 0525-66 في سحابة ماجلان الكبرى، اول نجم وجد (في عام 1979).

* نجم SGR 1806-1820 ويقع على بعد 50،000 سنة ضوئية من الأرض على الجانب الآخر من مجرتنا درب التبانة في كوكبة الرامي (أو كوكبة القوس).

حقائق مذهلة عن النجوم المغناطيسية Magnetars
نجم SGR 1806-1820 في كوكبة الرامي أو القوس

*****************

 

* نجم SGR 1900 + 14، ويقع على بعد 20،000 سنة ضوئية في كوكبة العقاب.

بعد فترة طويلة من الانبعاثات المنخفضة (رشقات نارية كبيرة حدثت فقط في عام 1979 و 1993)…

أصبح نشطا في مايو وأغسطس من عام 1998،

وكشف عن انفجار  في 27 أغسطس 1998 كان من القوة ما يكفي لإجبار مسبار شوميكر على الإغلاق تفادياً للضرر

ولإشباع الأدوات والأقمار الصناعية بيبوساكس و WIND ومسبار RXTE بالسوائل منعاً لإمتصاص أي إنبعاثات أكثر.

Near_Shoemaker
رسم توضيحي لمسبار شوميكر

 

وفي 29 مايو 2008، اكتشف تلسكوب ناسا سبيتزر حلقة من المواد حول هذا النجم المغناطيسي

ويعتقد أن هذه الحلقة تشكلت في انفجار عام 1998.

 

Magnetar_SGR_1900+14
نجم SGR 1900 + 14 في كوكبة العقاب ويبدو في وسط الصورة

****************

* نجم  SGR 0501 + 4516 تم إكتشافه في 22 أغسطس عام 2008.

* نجم 1E 1٬048،1-5٬937، ويقع على بعد 9000 سنة ضوئية في كوكبة كارينا(كوكبة القاعدة) ,النجم الأصلي،

والذي تشكل منه النجم المغناطيسي، كانت كتلته توازي حوالي 30-40 مرة كتلة الشمس.

* نجم SWIFT J195509 + 261406 تم التعرف عليه في سبتمبر 2008، حيث أبلغت ESO  عن تحديد جرم سماوي

باعتباره نجم مغناطيسي بسبب انفجار أشعة غاما .

 * نجم  CXO J164710.2-455216، والذي يقع في العنقود المجري الضخم سترلاند 1،

والذي تشكل من نجم كتلته تزيد على 40 كتلة شمسية.

 * نجم  SWIFT J1822.3 ستار 1606 اكتشف يوم 14 يوليو 2011 من قبل باحثين ايطالي واسباني من CSIC معهد كاتالونيا لدراسات الفضاء .

هذا النجم المغناطيسي على عكس المشاهدات السابقة فهو يحتوي على حقل مغناطيسي منخفض.

 *نجم   3XMM J185246.6 + 003317 اكتشفه فريق دولي من علماء الفلك،

من خلال البحث في بيانات من تلسكوب XMM نيوتن للاشعة السينية من وكالة الفضاء الأوروبية.

 

***********

واعتباراً من عام 2010 تم إعتبار النجوم المغناطيسية بأنها أكثر الأجسام مغناطيسية تم الكشف عنها قبل أي وقت مضى بالكون.

ومن شهر نوفمبر عام 2013، بات من المعروف للعلماء 21 نجم مغناطيسي Magnetars في مجرة درب التبانة،

مع أكثر من خمسة نجوم مرشحين وبإنتظار التأكيد .

 

***



**

المصدر

 

اعداد مقال حقائق مذهلة عن النجوم المغناطيسية Magnetars وكتابة موقع مجلة علوم الفلك والفضاء

 

**

 

 

اترك رد