برای نخستین بار فاصله‌ی منبع یک فوران رادیویی سریع به دقت تعیین شد

۲۹ شهریور ۱۳۹۹ | ۲۰:۳۰ ۳۰ شهریور ۱۳۹۹ زمان مورد نیاز برای مطالعه: ۳ دقیقه
طرحی گرافیکی از یک مگنتار

ستاره‌شناسان با استفاده از «آرایه‌ی خط پایه‌ی بسیار بزرگ» (VLBA) بنیاد ملی علوم آمریکا، نخستین اندازه‌گیری هندسی مستقیم را از فاصله‌ی یک مگنتار در راه شیری انجام داده‌اند که می‌تواند به درک ماهیت این اجرام مغناطیسی قوی و فوران‌های رادیویی سریع (FRB) که دارند، کمک کند.

مگنتارها گونه‌ای از ستاره‌های نوترونی (بقایای ابرچگال باقی‌مانده از مرگ ستاره‌ها) با میدان مغناطیسی بسیار قوی هستند. میدان مغناطیسی یک مگنتار معمولی، یک تریلیون برابر میدان مغناطیسی زمین است که آن را به مغناطیسی‌ترین جرم کیهان تبدیل می‌کند.

این اجرام می‌توانند قدرتمندترین فوران‌های پرتو ایکس و گاما را منتشر سازند و به‌تازگی به‌عنوان یک منبع اصلی فوران‌های رادیویی سریع هم مطرح شده‌اند.

یک مگنتار با نام XTE J1810-197 که در سال ۲۰۰۳ (۱۳۸۲ خورشیدی) کشف شد، نخستین جرم از شش جرمی بود که پالس‌های رادیویی ساطع می‌کنند. این جرم از سال ۲۰۰۳ تا ۲۰۰۸ به انتشار امواج رادیویی می‌پرداخت و سپس برای یک دهه خاموش شد اما در دسامبر ۲۰۱۸ (آذر ۱۳۹۷) دوباره انتشار امواج رادیویی را آغاز کرد.

این مگنتار، توجه دانشمندان را جلب کرد و گروهی از ستاره‌شناسان برای مشاهده‌ی منظم XTE J1810-197 از ژانویه تا نوامبر ۲۰۱۹ (دی ۱۳۹۷ تا آبان ۱۳۹۸) و سپس در مارس و آوریل ۲۰۲۰ (فروردین ۱۳۹۹) از «آرایه‌ی خط پایه‌ی بسیار بزرگ» کمک گرفتند. آنان با رصد مگنتار از دو طرف مدار زمین به دور خورشید، توانستند یک تغییر جزئی در موقعیت ظاهری مگنتار نسبت به اجرام پس‌زمینه‌ای دورتر تشخیص دهند. این روش که اختلاف منظر نامیده می‌شود، به ستاره‌شناسان امکان می‌دهد تا از هندسه برای محاسبه‌ی فاصله‌ی یک جرم به صورت مستقیم استفاده کنند.

«هائو دینگ» (Hao Ding) دانشجوی تحصیلات تکمیلی دانشگاه فناوری سوینبرن، درباره‌ای این‌باره گفت: «این نخستین اندازه‌گیری فاصله‌ی یک مگنتار به روش اختلاف منظر است و نشان می‌دهد که این جرم با فاصله‌ی ۱۸۰۰ سال نوری، نزدیک‌ترین مگنتار شناخته‌شده است که می‌تواند گزینه‌ای برای مطالعات آینده باشد.»

تعیین فاصله‌ی مگنتار به روش اختلاف منظر

تعیین فاصله‌ی مگنتار به روش اختلاف منظر
Credit: Sophia Dagnello, NRAO/AUI/NSF

علاوه بر این، در ۲۸ آوریل (۹ اردیبهشت) یک مگنتار متفاوت با نام SGR 1935+2154 فوران رادیویی سریعی را منتشر کرد که قوی‌ترین نمونه‌ای بود که تا کنون در کهکشان راه شیری دریافت شده است. اگرچه این فوران به اندازه‌ی فوران‌های رادیویی سریعی که از کهکشان‌های دیگر می‌آید نیست، اما نشان داد که مگنتارها می‌توانند FRB تولید کنند.

فوران‌های رادیویی سریع، برای نخستین بار در سال ۲۰۰۷ کشف شدند. این پرتوها بسیار پرانرژی هستند و حداکثر چند میلی ثانیه طول می‌کشند. بیشتر آن‌ها از بیرون کهکشان راه شیری آمده‌اند و منشأ آن‌ها ناشناخته مانده است اما ویژگی‌های آن‌ها نشان می‌دهد که محیط مغناطیسی شدید یک مگنتار، می‌تواند چنین امواجی تولید کند.

«آدام دلر» (Adam Deller) دیگر پژوهشگر این مطالعه از دانشگاه سوینبرن خاطرنشان کرد: «تعیین فاصله‌ی دقیق با یک مگنتار، به این معنی است که می‌توانیم قدرت پالس‌های رادیویی حاصل از آن را به طور دقیق محاسبه کنیم. بنابراین اگر چیزی شبیه به FRB منتشر سازد، می‌توانیم قدرت آن را تعیین کنیم. فوران‌های رادیویی سریع دارای قدرت متفاوتی هستند، بنابراین ما می‌خواهیم بدانیم که آیا یک پالس مگنتار می‌تواند به چنین قدرتی نزدیک شود با آن هم‌پوشانی داشته باشد؟»

کلید پاسخ به این پرسش، تعیین فاصله‌های بیشتری تا مگنتارهاست. این گفته‌ی «والتر بریسکن» (Walter Brisken) از رصدخانه‌ی ملی نجوم رادیویی است. او افزود: «با گسترش نمونه‌های خود، می‌توانیم داده‌های بیشتری به دست آوریم.»

به گفته‌ی هائو دینگ، تپ‌اخترها هم گاهی پالس‌های عظیمی منتشر می‌کنند که بسیار قوی‌تر از حالت معمول آن‌ها است. مانند تپ‌اختری که در سحابی معروف خرچنگ است. او در این زمینه گفت: «بنابراین تعیین فاصله‌ی مگنتارها به ما کمک می‌کند تا این پدیده را درک کنیم و بفهمیم که آیا فوران‌های رادیویی سریع، شدیدترین نمونه از پالس‌های عظیم هستند یا خیر.»

به گفته‌ی دانشمندان، هدف نهایی تعیین روند دقیق تولید فوران‌های رادیویی سریع است که اندازه‌گیری فاصله تا مگنتارها گام مهمی در این زمینه محسوب می‌شود.

عکس کاور: طرحی گرافیکی از یک مگنتار که یک ستاره‌ی نوترونی با میدان مغناطیسی بسیار قوی است.

Credit: Sophia Dagnello, NRAO/AUI/NSF

منبع: Phys.Org

برچسب‌ها :
دیدگاه شما