دراسة حديثة تشرح كيف يتحدى جسم غريب أكثر سطوعا من الشمس بـ10 ملايين مرة قانون الفيزياء

اكتشف العلماء سببا محتملا للسطوع الشديد في أجسام غامضة تسمى مصادر الأشعة السينية الفائقة السطوع (ULX).

ونُشرت ورقة بحثية في مجلة Astrophysical Journal أن الأجسام الكونية الغريبة المعروفة بمصادر الأشعة السينية الفائقة السطوع، تنتج طاقة تزيد بنحو 10 ملايين مرة عن الطاقة التي تنتجها الشمس. وهذا المقدار من الطاقة يكسر القانون الفيزيائي المعروف باسم حد إدينجتون والذي يحدد مدى سطوع جسم ما بناء على كتلته.

NASA study helps explain limit-breaking ultra-luminous X-ray sources @NASAJPL @AAS_Publishing https://t.co/zPkm3752NP https://t.co/pR3ExF0TU3
— Phys.org (@physorg_com) April 6, 2023

وإذا كان هناك شيء ما يكسر حدود إدينجتون، يتوقع العلماء أن يفجر نفسه إلى أشلاء. ومع ذلك، تتجاوز مصادر الأشعة السينية الفائقة السطوع هذا الحد بانتظام بمقدار 100 إلى 500 مرة، ما ترك العلماء في حيرة من أمرهم.

إقرأ المزيد

كسوف شمسي هجين نادر جدا في 20 أبريل لن يتكرر حتى عام 2031

وأكدت الملاحظات الجديدة من مصفوفة التلسكوب الطيفي النووي التابع لناسا (نوستار)، والتي ترى الكون في أشعة سينية عالية الطاقة، أن النظام المسمى M82 X-2، هو بالتأكيد أحد مصادر الأشعة السينية الفائقة السطوع.

واقترحت النظريات السابقة أن السطوع الشديد قد يكون نوعا من الوهم البصري، لكن هذا العمل الجديد يوضح أن هذا ليس هو الحال، وهذا المصدر الفائق السطوع يتحدى في الواقع حد إدينجتون بطريقة ما.

واعتاد علماء الفلك الاعتقاد بأن مصادر الأشعة السينية الفائقة السطوع يمكن أن تكون ثقوبا سوداء، لكن M82 X-2 كائن معروف باسم النجم النيوتروني. والنجوم النيوترونية هي بقايا النوى الميتة لنجوم مثل الشمس.

والنجم النيوتروني كثيف جدا لدرجة أن الجاذبية على سطحه أقوى بنحو 100 تريليون مرة منها على الأرض. وتعني هذه الجاذبية الشديدة أن أي مادة يتم سحبها على سطح النجم الميت سيكون لها تأثير تفجّري.

ووجدت الدراسة الجديدة أن M82 X-2 يستهلك ما يقارب 1.5 من مادة الأرض كل عام، وهو ما يسحبه من نجم مجاور. وعندما تصطدم هذه الكمية من المادة بسطح النجم النيوتروني، يكون ذلك كافيا لإنتاج سطوع خارج المخططات التي لاحظها علماء الفلك.

إقرأ المزيد

جيمس ويب يلتقط تفاصيل لم يسبق لها مثيل عن بقايا نجم انفجر قبل 340 عاما

ويعتقد فريق البحث أن هذا دليل على أن شيئا ما يجب أن يحدث مع M82 X-2 ما يتيح له ثني القواعد وكسر حدود إدينجتون.

وتتمثل النظرية الحالية للعلماء في أن المجال المغناطيسي الشديد للنجم النيوتروني يغير شكل ذراته، ما يسمح للنجم بالالتصاق بعضه ببعض حتى عندما يصبح أكثر إشراقا.

وقال مؤلف الدراسة الرئيسي ماتيو باتشيتي، عالم الفيزياء الفلكية في مرصد كالياري الفلكي في إيطاليا: "تتيح لنا هذه الملاحظات رؤية تأثيرات هذه المجالات المغناطيسية القوية بشكل لا يصدق والتي لا يمكننا أبدا إعادة إنتاجها على الأرض باستخدام التكنولوجيا الحالية. وهذا هو جمال علم الفلك ... لا يمكننا حقا إجراء تجارب للحصول على إجابات سريعة، علينا انتظار أن يبين الكون لنا أسراره".

المصدر: لايف ساينس