النجم النيوتروني 4U 1820-30... يعد نموذج فريد ضمن الأنظمة الثنائية بالأشعة السينية، ويقع في كوكبة القوس على بعد حوالي 26000 سنة ضوئية من الأرض.

ووفقا لما ذكره موقع science daily، ويعتبر هذا النجم أحد أسرع النجوم التي تدور حول محورها؛ إذ يدور بمعدل 716 مرة في الثانية، مما يجعله من أكثر النجوم النيوترونية المثيرة للاهتمام بين آلاف النجوم النيوترونية المكتشفة.

ما هي النجوم النيوترونية

وتعد النجوم النيوترونية بقايا نجمية فائقة الكثافة تتكون بعد انهيار نجم ضخم في نهاية دورة حياته في انفجار سوبرنوفا، وتعتبر النجوم النيوترونية من أكثر الأجرام كثافةً في الكون، حيث تتجمع كتلة النجم المنهار في حجم صغير جدًا، مما يجعلها قريبة من حدود المادة الصلبة، وتكون مكوناتها الأساسية من النيوترونات.

يبلغ قطر النجم النيوتروني حوالي 20 كيلومترًا فقط، ولكنه يحتوي على كتلة أكبر من كتلة الشمس، وهذا يعني أن كثافة المادة فيه هائلة، حيث يمكن أن تكون ملعقة صغيرة من مادة النجم النيوتروني تزن مليارات الأطنان.

يتكون النجم النيوتروني أساسًا من النيوترونات، وهي جسيمات تحت ذرية عديمة الشحنة، وتحت الضغط الهائل الناتج عن الجاذبية العالية، تندمج البروتونات والإلكترونات داخل نواة الذرات لتشكيل نيوترونات.

الدوران: تدور النجوم النيوترونية بسرعة كبيرة، حيث يمكن أن تكمل دورة كاملة في جزء من الثانية، وهذا الدوران السريع يخلق مجالات مغناطيسية قوية حول النجم، وبالنسبة إلى المجال المغناطيسي، فتمتلك تلك النجوم مجالات مغناطيسية قوية جدًا، وهي من أقوى المجالات المغناطيسية المعروفة في الكون.

النجم النيوتروني المكتشف

يتبع هذا النجم نظامًا ثنائيًا بالأشعة السينية مع نجم قزم أبيض، بحيث يدور القزم حول النجم النيوتروني في مدار يستغرق 11 دقيقة فقط، وهذا ما يجعل هذا النظام الثنائي يمتاز بأقصر فترة مدارية معروفة.

يتسم القزم الأبيض بحجم يقارب حجم كوكب الأرض، لكن النجم النيوتروني يختلف بكونه مضغوطًا وكثيفًا بشكل كبير، بحيث تصل كثافته إلى مستويات تفوق أي مادة يمكن ملاحظتها في الكون.

طبيعة الانفجارات النووية الحرارية

بسبب قوة الجاذبية الهائلة للنجم النيوتروني، يبدأ في سحب مواد من سطح النجم المرافق، ما يتسبب في تراكم طبقة من الهيدروجين والهيليوم على سطحه، وعندما تتجمع كمية كافية من المادة، يبدأ تفاعل نووي حراري يشبه انفجار القنبلة الذرية، ما يؤدي إلى توليد طاقة ضخمة وزيادة سطوع النجم النيوتروني مؤقتًا بأكثر من 100 ألف مرة مقارنة بسطوع الشمس.

تعمل هذه الانفجارات على إطلاق كميات هائلة من الطاقة، وتُعرف هذه الظاهرة باسم "تذبذبات الانفجار النووي الحراري"، وهي اهتزازات ناتجة عن دوران النجم النيوتروني نفسه بسرعة كبيرة، وقد استخدم الباحثون هذه التذبذبات لتحديد معدل الدوران الدقيق للنجم.

ولرصد هذه التذبذبات، اعتمد فريق البحث على تلسكوب الأشعة السينية NICER التابع لناسا، والمثبت على محطة الفضاء الدولية والذي يتميز بقدرته على تتبع الأجسام البعيدة بدقة عالية، حيث يعتمد على نظام كاميرات لتتبع النجوم الصغيرة وتوجيه التلسكوب نحو الهدف بدقة.

أهمية الاكتشاف وتأثيره على الأبحاث الكونية

يمنح هذا الاكتشاف العلماء فرصة لدراسة أنظمة النجوم الثنائية بالأشعة السينية بمزيد من التفصيل، ولفهم كيفية تكوّن هذه الأنظمة الفريدة وتطورها.

تفتح هذه الرؤية أفقًا جديدًا لمعرفة كيفية تفاعل النجوم النيوترونية مع النجوم المرافقة وتأثير ذلك على تكوين العناصر الكونية وانتشارها في الكون.

ويشكل ذلك الاكتشاف خطوة هامة نحو توسيع معارفنا حول النجوم النيوترونية وسلوكها غير العادي، فعلى الرغم من حجمها الصغير نسبيًا، تمثل النجوم النيوترونية مختبرات كونية لكثافة المادة والضغط الهائل، حيث يُعتقد أن داخلها يحوي حالات للمادة غير معروفة لنا على الأرض.