کشف یک جرم فضایی مرموز در کهکشان
- مجموعه: اخبار علمی و آموزشی
- تاریخ انتشار : یکشنبه, ۰۹ شهریور ۱۴۰۴ ۱۴:۲۶
به گزارش ایسنا به نقل از ان‌ای، ستاره‌شناسان یک جرم آسمانی جدید، واقع در کهکشان «NGS 4945» را در فاصله حدود ۱۲ میلیون سال نوری از زمین کشف کرده‌اند که نور آن در سطحی تقریباً غیرممکن قطبیده شده است که نشان دهنده یک میدان مغناطیسی کاملاً همسو است. این جرم «پانکتوم» نام گرفته است و سیگنال آن آنقدر تمیز و دقیق است که مانند پرتوی فانوس دریایی که از میان مه عبور می‌کند، به چشم می‌آید.
ستاره‌شناسان موسسه مطالعات اخترفیزیک دانشگاه «دیه‌گو پورتالس»( Diego Portales) در شیلی، در یک مطالعه جدید و پیشگامانه برای اولین بار این جرم آسمانی جدید را با استفاده از تلسکوپ «آرایه میلی‌متری/زیرمیلی‌متری بزرگ آتاکاما»(ALMA) در طول مشاهدات باند ۳ (۹۲-۱۰۴ گیگاهرتز) از کهکشان ستاره‌فشان «NGC 4945» مشاهده کردند.
در آن زمان، محققان در حال مشاهده هسته روشن و فعال کهکشان بودند که با چیزی غیر منتظره مواجه شدند.
این منبع به جای ضربان قلب تپنده آشنای یک تپ‌اختر معمولی، یک سیگنال رادیویی پایدار، به شکل غیرمعمول فشرده و بسیار قطبی منتشر می‌کرد. ترکیبی که به طور مرتب در هیچ دسته شناخته شده‌ای از اجرام کیهانی قرار نمی‌گیرد. این تیم آن را «Punctum» به معنای لاتین «نقطه» نام‌گذاری کرد، زیرا مانند یک نقطه از نظم غیرممکن در برابر هرج و مرج کهکشان خودنمایی می‌کند.
دکتر النا شابلووینسکایا(Elena Shablovinskaia)، نویسنده اصلی این مطالعه می‌گوید: هیچ‌کدام از این انواع شناخته‌شده با ترکیب دقیق خواص «پانکتوم» مطابقت ندارند.
نور در شرایط عادی، هنگام سفر در فضا به طور نامنظم پراکنده می‌شود و میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی آن در جهات تصادفی ارتعاش می‌کنند. قطبش زمانی اتفاق می‌افتد که این ارتعاشات در یک جهت واحد همسو شوند، چیزی که معمولاً فقط در شرایط بسیار خاص مانند زمانی که نور از یک میدان مغناطیسی یکنواخت عبور می‌کند، رخ می‌دهد.
شابلووینسکایا توضیح داد: حدود ۵۰ درصد قطبش خطی در حدود ۱۰۰ گیگاهرتز خارق‌العاده است، زیرا در اکثر منابع کیهانی، نوری که ما تشخیص می‌دهیم از مناطق زیادی با جهت‌های مغناطیسی مختلف می‌آید و بنابراین قطبش به طور متوسط به دست می‌آید. چنین کسر بالایی به این معنی است که تابشی که می‌بینیم از حجمی می‌آید که میدان مغناطیسی آن به طور قابل توجهی یکنواخت است و اثراتی که معمولاً قطبش را محو می‌کنند یا می‌چرخانند، در این طول موج‌ها ضعیف هستند.
برای اینکه این قطبش خارق‌العاده را بهتر درک کنید، به امواجی فکر کنید که در اقیانوس می‌غلتند. معمولاً آنها تحت تأثیر فشار و کشش سنگ‌ها، صخره‌ها و بادهای متغیر، پراکنده و شکسته می‌شوند یا در جهات مختلف پیچ و تاب می‌خورند. با این حال، نور «پانکتوم» مانند مجموعه‌ای بی‌پایان از امواج که به ساحل برخورد می‌کنند، رفتار می‌کند و هرگز شکل خود را از دست نمی‌دهد.
از نظر کیهانی، این بدان معناست که میدان‌های مغناطیسی که نور را هدایت می‌کنند، به طور غیرمعمولی مستقیم هستند. در حالی که اکثر میدان‌ها به طور آشفته پیچ می‌خورند و سیگنال را مختل می‌کنند، میدان‌های «پانکتوم» بسیار همسو هستند.
برای یک منبع رادیویی دور، حفظ قطبش ۵۰ ± ۱۴ درصدی نه تنها قابل توجه است، بلکه به حداکثر نظری مورد انتظار برای انتشار سینکروترون در یک میدان مغناطیسی کاملاً یکنواخت (حدود ۷۰ درصد) نزدیک می‌شود. این بدان معناست که محیط «پانکتوم» فوق‌العاده منظم است. این سطح از ساختار یا به یک میدان مغناطیسی بسیار پایدار یا یک مکانیسم انتشار غیرمعمول اشاره دارد که شاید به موتورهای اخترفیزیکی شدید مان ند مگنتارها(مغنااخترها) مرتبط باشد.
تاکنون هیچ همتا ی پرتو ایکسی با رصدخانه پرتو ایکس چاندرای ناسا و هیچ منبع رادیویی سانتی‌متری با آرایه فشرده تلسکوپ استرالیا(ATCA) دیده نشده است که باعث می‌شود «پانکتوم» در آن طول موج‌ها عملاً نامرئی باشد.
بنابراین «پانکتوم» چه می‌تواند باشد؟
یک فرضیه این است که ممکن است یک تپ‌اختر جوان و پرانرژی باشد که پرتو آن به شکلی غیرمعمول، پایدار است، اما فقدان پالس شبیه به ضربان قلب که مشخصه آن است، این ایده را به چالش می‌کشد. احتمال دیگر این است که یک مگنتار (نوع نادری از ستاره نوترونی با میدان مغناطیسی تریلیون‌ها برابر قوی‌تر از میدان مغناطیسی زمین) باشد که در یک حالت انتشار غیر معمول گرفتار شده است.
شابلووینسکایا می‌گوید: از بین دسته‌های شناخته شده، محتمل‌ترین گزینه‌ها یک بقایای ابرنواختر جوان و بسیار مغناطیسی یا سیستم ستاره نوترونی (به عنوان مثال، یک مگنتار) یا یک فاز شدید از یک ستاره مغناطیسی عظیم هستند. به عبارت دیگر، ما انتظار یک جرم مرتبط با ستاره با یک میدان قوی و منظم را داریم. ستاره‌های نوترونی، بقایای ابرنواخترهای جوان و ستاره‌های عظیم مغناطیسی، فهرستی از نامزدهای آشکار هستند.
به عبارت دیگر، «پانکتوم» مانند هیچ یک از پسرعموهای شناخته‌شده‌تر خود رفتار نمی‌کند و دقیقاً همین موضوع است که آن را بسیار جذاب می‌کند.
ماهیت واقعی «پانکتوم» هرچه که باشد، قطبش آن را بسیار فراتر از یک کنجکاوی ساده می‌کند. ستاره‌شناسان با مطالعه چگونگی تغییر قطبش نور هنگام عبور از فضای میان‌ستاره‌ای می‌توانند میدان‌های مغناطیسی نامرئی که تار و پود فضا را در بر گرفته‌اند، نقشه‌برداری کنند.
دکتر شابلووینسکایا می‌گوید: حتی اگر «پانکتوم» یک دسته کاملاً جدید نباشد، در حال حاضر چیز جدیدی را نشان می‌دهد؛ اینکه منابع میلی‌متری فشرده و بسیار قطبی می‌توانند در هسته‌های غبارآلود و ستاره‌ساز وجود داشته باشند و در طول موج‌های نوری، اشعه ایکس یا رادیویی نامرئی باشند.
وی افزود: این مهم است، زیرا قطبش‌سنجی میلی‌متری به ما نگاهی مستقیم به میدان‌های مغناطیسی در اعماق مناطق ستاره‌فشان می‌دهد و میدان‌های مغناطیسی به شدت بر نحوه شکل‌گیری ستارگان، نحوه جابجایی گاز و نحوه آزادسازی انرژی در محیط اطراف تأثیر می‌گذارند.
وی ادامه داد: اگر جمعیتی پنهان از چنین اجرامی وجود داشته باشد، ممکن است بخش مهمی از فعالیت پرانرژی را در مراکز کهکشانی از دست داده باشیم. یافتن تعداد بیشتری از آنها، نحوه تفکر ما در مورد انرژی مغناطیسی و نقش آن در زندگی کهکشان‌ها را تغییر خواهد داد.
اگر اجرام بیشتری مانند «پانکتوم» پیدا شوند، می‌توانند به نشانه‌هایی برای نوع جدیدی از نقشه‌برداری کهکشانی تبدیل شوند و ساختارهایی را که نمی‌توانیم با تلسکوپ‌های نوری ببینیم، آشکار کنند. این پتانسیل به یک ناشناخته کلیدی بستگی دارد؛ اینکه آیا «پانکتوم» یک نمونه بی‌نظیر است یا اولین مورد از مواردی بسیار است؟ مشاهدات تکمیلی برای کمک به پاسخ به این سؤالات در حال انجام است.
شابلووینسکایا توضیح داد: ما به پیگیری هماهنگ و چند طول موجی نیاز داریم. او به قطبش‌سنجی با وضوح بالای ALMA، تداخل‌سنجی پایه بسیار طولانی، تصویربرداری رادیویی حساس و حتی جستجوهای فروسرخ تلسکوپ فضایی «جیمز وب» به عنوان گام‌های حیاتی بعدی اشاره می‌کند.
او خاطرنشان می‌کند: این مشاهدات در کنار هم، اندازه، طیف، رفتار قطبش و همتایان فروسرخ/رادیویی را در کنار تشخیص‌های لازم برای تعیین اینکه آیا «پانکتوم» یک مگنتار، یک بقایای ابرنواختر جوان، یک ستاره مغناطیسی یا چیز دیگری است، در اختیار ما قرار می‌دهند.
اگر مشاهدات آینده تغییرپذیری را نشان دهند، می‌تواند به یک تپ‌اختر یا ستاره نوترونی چرخان اشاره داشته باشد، اما اگر همچنان ثابت بماند، ممکن است چیزی حتی غیرمعمول‌تر را نشان دهد.
در حال حاضر، «پانکتوم» به عنوان یک علامت سؤال بزرگ در آسمان قرار دارد. سیگنال واضح و تزلزل‌ناپذیر آن، هم سرنخی امیدوارکننده و هم چالشی برای درک ما از چگونگی ساخت اسکلت مغناطیسی جهان ارائه می‌دهد.
همانطور که عقربه قطب‌نما، میدان مغناطیسی زمین را آشکار می‌کند، «پانکتوم» ممکن است اولین مورد از بسیاری از چراغ‌های کیهانی باشد که به روش‌های جدید نقشه‌برداری از نیروهای نامرئی که کهکشان‌ها را شکل می‌دهند، اشاره کند.
