اكتشاف نباض خافت جداً يفتح آفاقاً جديدة في فهم النجوم النيوترونية

فعندما ينفجر نجم ضخم، ينهار قلبه تحت تأثير جاذبيته، مكونا إما نجما نيوترونيا (كتلة كثيفة جدا بحجم مدينة) أو ثقبا أسود.

وإذا تشكل نجم نيوتروني، فإنه يولد وهو يدور بسرعة، ويطلق نفاثات من جسيمات مشحونة بسرعة تقارب سرعة الضوء، تصدر موجات راديوية. وعندما تدور هذه النفاثات باتجاه الأرض، نراها تومض، وكأن النجم ينبض، ولهذا يسمى "نجما نابضا" أو "نباض" (Pulsar).

لكن ليست جميع النجوم النيوترونية تنبض. فعلى مدى عقود، رصد العلماء نحو 12 نجما نيوترونيا في مراكز بقايا المستعرات الأعظمية، لكنهم لم يلتقطوا أي إشارات راديوية منها، وأطلقوا عليها اسم "الأجسام المركزية المدمجة".

وكان التفسير السائد أن مجالاتها المغناطيسية ضعيفة جدا لإنتاج إشارات يمكن اكتشافها. واستمر الصمت الراديوي حتى الآن.

وفي الدراسة الجديدة، استخدم فريق صيني بقيادة الباحث تشانغ لي، تلسكوبا راديويا في جنوب إفريقيا للتركيز على أحد هذه الأجسام الصامتة، المسمى 1E 1207.4-5209. والمفاجأة أنهم التقطوا نبضات راديوية خافتة جدا، تتكرر كل 424 جزءا من الألف من الثانية (أقل من نصف ثانية). وهذا التوقيت يتطابق تماما مع سرعة دوران النجم النيوتروني، ما يؤكد أنه نباض حقيقي، لكنه خافت جدا.

ويقع هذا النجم على بعد 10 آلاف سنة ضوئية منا، داخل مجرتنا درب التبانة، في مركز بقايا مستعر أعظمي انفجر قبل أكثر من 4100 عام. وقد أطلق عليه عالم الفلك لي دي لقب "نباض العين الزرقاء"، لأن صور الأشعة السينية تظهر توهجه الأزرق، وعند دمجها مع الإشارات الراديوية الخافتة، يبدو بالفعل كعين زرقاء في الفضاء.

ما يثير الاهتمام أن هذا النباض تعرض عام 2015 لـ"زلزال دوراني"—وهو زيادة مفاجئة في سرعة دورانه، تحدث عادة بسبب تحركات في المواد الكثيفة داخل النجم. ويعتقد فريق لي أن هذا الزلزال إما قوى المجال المغناطيسي للنجم أو أعاد توجيهه، ما جعله قادرا على إصدار موجات راديوية يمكننا اكتشافها، ولو كانت خافتة.

وبعد الزلزال الدوراني، يبدأ النجم في التباطؤ تدريجيا إلى سرعته الأصلية، وعندها قد تنطفئ الإشارات الراديوية مرة أخرى. ويرى الفريق أن مراقبة هذا النجم باستمرار قد تجيب على هذا السؤال.

وإذا كان التفسير صحيحا، فقد يعني ذلك وجود أعداد كبيرة من النجوم النابضة الخافتة جدا في مجرتنا والتي لم نكتشفها بعد. فبعض النجوم النابضة القديمة تكون هادئة لأنها تباطأت بمرور الزمن، لكن البعض الآخر قد يكون صغيرا في العمر لكنه خافت الإشارة، ما يخلط علينا الأمر. وقد يفسر هذا أيضا سبب عدم العثور على نجوم نابضة في بعض بقايا المستعرات الأعظمية، مثل انفجار 1987A الشهير في سحابة ماجلان الكبرى، حيث توجد أدلة غير مباشرة على وجود نجم نيوتروني لكن لم يرصد أي نبض راديوي منه حتى الآن.

نشر هذا الاكتشاف العلمي في مجلة Nature Astronomy.