من خلال تحليل نجم نابض متلألئ، تمكن العلماء من رسم خريطة لأعمدة البلازما وموجة صدمة القوس بوضوح غير مسبوق، مما يقلب الافتراض بأن جوارنا النجمي المحلي هادئ.
أحد أول الأشياء التي يتعلمها الناس في علم الفلك هو أن النجوم تتلألأ، بينما الكواكب لا تتلألأ. ولكن الوميض لا يقتصر على الضوء المرئي - فهناك أجسام في السماء الراديوية تبدو وكأنها تتلألأ أو "تتألق". ومن بينها النجوم النابضة، وهي النجوم النيوترونية التي تدور بسرعة وتصدر أشعة من الموجات الراديوية.
استخدمت مجموعة من العلماء في أستراليا إشارة متذبذبة من نجم نابض قريب لدراسة بنية الوسط بين النجوم - الفضاء بين النجوم - في مجرتنا. ومن خلال تحليل كيفية تذبذب الموجات الراديوية للنجم النابض، تمكن العلماء من رسم خرائط لطبقات البلازما المخفية سابقًا، بما في ذلك التكوينات داخل بنية نادرة مضطربة تسمى موجة الصدمة القوسية، حيث تصطدم الرياح النجمية سريعة الحركة بالفضاء المحيط بها.
تتحدى الدراسة الجديدة الأفكار القديمة حول بنية الوسط النجمي المحلي، والفضاء في المنطقة المجاورة مباشرة لنظامنا الشمسي، وتقدم رؤى جديدة قد تعيد تشكيل نماذج موجات الصدمة في قوس النجم النابض.
وتأتي هذه النتائج من بحث قاده الدكتور دانيال ريدون. على مدى ستة أيام، قام الفريق بمراقبة ألمع وأقرب نجم نابض بالملي ثانية معروف للأرض باستخدام تلسكوب ميركات الراديوي في جنوب أفريقيا، وهو الأكثر حساسية من نوعه في نصف الكرة الجنوبي.
على الرغم من أن النجوم النابضة لا تتوهج في الضوء المرئي مثل النجوم العادية، إلا أنها تصدر موجات راديوية تبدو وكأنها "تتألق" أثناء مرورها عبر البلازما المضطربة التي تملأ الفضاء بين النجوم. وأوضح الدكتور ريدون قائلاً: "تتكون هذه البلازما من الغاز الذي يتم تسخينه وتحريكه بواسطة أحداث نشطة في مجرتنا، مثل النجوم المتفجرة".
"عندما يتلألأ النجم النابض، فإنه يكشف عن معلومات قيمة حول موقع وبنية وحركة البلازما، فضلاً عن ديناميكيات النجم النابض - ونحن نستخدم اللمعان للحصول على رؤى فريدة من نوعها حول هذه العواصف بين النجوم."
يقع النجم النابض المذكور، والذي يحمل اسمًا غير ملهم هو J0437-4715، على مقربة نسبية من نظامنا الشمسي، في منطقة من مجرتنا تسمى الفقاعة المحلية - وهي منطقة خالية تقريبًا من الغاز والغبار، والتي نشأت عن انفجارات 15 نجمًا منذ حوالي 14 مليون سنة.
وباستخدام البيانات التي تم جمعها من MeerKAT، درس الباحثون أنماطًا تسمى "أقواس الوميض"، والتي توفر خريطة ثلاثية الأبعاد لهياكل البلازما في المجرة والتي من المستحيل دراستها باستخدام طرق أخرى. وقال الدكتور ريدون: "كشفت أقواس التألق هذه عن وفرة غير متوقعة من كتل البلازما المدمجة بحجم النظام الشمسي داخل فقاعتنا المحلية، والتي كان يُعتقد أنها أكثر سلاسة".
ولأول مرة، استخدم الفريق أيضًا الوميض لدراسة موجة الصدمة القوسية التي يخلقها النجم النابض أثناء انتقاله بسرعات تفوق سرعة الصوت عبر الوسط بين النجوم. "يتحرك النجم النابض بسرعة 10 ماخ، والرياح النشطة المكونة من الجسيمات سريعة الحركة، مما يخلق موجة صدمة من الغاز الساخن." الموجة الصدمية تشبه الموجة القوسية في مقدمة السفينة.
تنتج معظم النجوم النابضة موجات صدمة قوسية، ولكن لم يتم رصد سوى حوالي اثنتي عشرة منها على الإطلاق في صورة توهج أحمر خافت لذرات الهيدروجين المثارة. للمرة الأولى، تمكن العلماء من إلقاء نظرة على موجة صدمة قوس النجم النابض لقياس سرعات البلازما. وإلى دهشتهم، كشفت الأقواس عن صفائح البلازما المتعددة داخل موجة الصدمة، بما في ذلك واحدة تحركت بشكل غير متوقع نحو جبهة الصدمة.
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
