إذا كيف يمكنك قياس درجة حرارة أحد أكثر الأجسام الغريبة في الكون؟ النجم النيوتروني (~ 1.35 إلى 2.1 كتلة شمسية ، يبلغ طولها 24 كيلومترًا فقط) هو بقايا مستعر أعظم بعد وفاة نجم كبير. على الرغم من أنها ليست ضخمة بما يكفي لتصبح ثقبًا أسود ، إلا أن النجوم النيوترونية لا تزال تراكم المادة ، وتسحب الغاز من شريك ثنائي ، وغالبًا ما تمر بفترات طويلة من الحرق.
لحسن الحظ ، يمكننا ملاحظة مشاعل الأشعة السينية (باستخدام أجهزة مثل شاندرا) ، لكن ليس الشعلة نفسها هي التي تكشف درجة حرارة أو بنية النجم النيوتروني.
في مؤتمر AAS الأسبوع الماضي ، كشفت تفاصيل حول نتائج حملة مراقبة الأشعة السينية لـ MXB 1659-29 ، وهو مصدر عابر للأشعة السينية شبه مستمرة (أي نجم نيوتروني يتوهج لفترات طويلة) ، بعض الأفكار الرائعة فيزياء النجوم النيوترونية ، تظهر أنه مع برودة قشرة النجم النيوتروني ، يتم الكشف عن تكوين القشرة الأرضية ويمكن قياس درجة حرارة بقايا المستعرات العظمى الغريبة ...
أثناء اندلاع التوهج ، تولد النجوم النيوترونية أشعة سينية. يمكن قياس مصادر الأشعة السينية هذه وتتبع تطورها. في حالة MXB 1659-29 ، استخدم Ed Cackett (جامعة ميشيغان) بيانات من مستكشف توقيت روسي بالأشعة السينية (RXTE) التابع لناسا لمراقبة تبريد قشرة النجوم النيوترونية بعد فترة طويلة من إشعال الأشعة السينية. اندلعت MXB 1659-29 لمدة 2.5 سنة حتى "توقفت" في سبتمبر 2001. ومنذ ذلك الحين ، تمت ملاحظة المصدر بشكل دوري لقياس الانخفاض الأسي في انبعاثات الأشعة السينية.
لذلك لماذا هذا مهم؟ بعد فترة طويلة من إشعال الأشعة السينية ، ستسخن قشرة النجم النيوتروني. ومع ذلك ، يُعتقد أن قلب النجم النيوتروني سيظل باردًا نسبيًا. عندما يتوقف النجم النيوتروني عن الاحتراق (حيث يتوقف تراكم الغاز ، ويغذي التوهج ، يتوقف) مصدر تسخين القشرة. خلال هذه الفترة من "الهدوء" (بدون إشعال) ، يكشف تدفق الأشعة السينية المتناقص من قشرة النجوم النيوترونية المبردة عن ثروة ضخمة من المعلومات حول خصائص النجم النيوتروني.
أثناء الهدوء ، سيراقب الفلكيون الأشعة السينية المنبعثة من سطح النجم النيوتروني (على عكس التوهجات) ، لذا يمكن إجراء قياسات مباشرة للنجم النيوتروني. في العرض الذي قدمه ، درس كاكيت كيف أن تدفق الأشعة السينية من MXB 1659-29 انخفض بشكل كبير ثم استقر عند تدفق ثابت. وهذا يعني أن القشرة تبرد بسرعة بعد الحرق ، لتصل في نهاية المطاف إلى التوازن الحراري مع قلب النجم النيوتروني. لذلك ، باستخدام هذه الطريقة ، يمكن استنتاج درجة حرارة قلب النجم النيوتروني.
بما في ذلك البيانات من نجم نيوتروني آخر عابر بالأشعة السينية KS 1731-260 ، فإن معدلات التبريد التي لوحظت خلال بداية السكون تشير إلى أن هذه الأجسام لها شبكات قشرية مرتبة جيدًا مع عدد قليل جدًا من الشوائب. استغرق انخفاض درجة الحرارة السريع (من التوهج إلى الهدوء) ما يقرب من 1.5 عامًا للوصول إلى التوازن الحراري مع النجم النيوتروني. سيتم تنفيذ المزيد من العمل الآن باستخدام بيانات شاندرا بحيث يمكن الكشف عن مزيد من المعلومات حول هذه الأشياء الغريبة سريعة الدوران.
فجأة ، أصبحت النجوم النيوترونية أقل غموضاً بالنسبة لي في حديث 10 دقائق يوم الثلاثاء الماضي ، أحب المؤتمرات…
منشورات ذات صلة:
- ملاحظات تشاندرا وسويفت للنجم النيوتروني العابر شبه الثابت EXO 0748-676 في سكونديجينار وآخرون., 2008
- قشرة تبريد النجم النيوتروني في MXB 1659-29رودي ويجاندز ، 2004
