منذ نهاية القرن الماضي، عرف علماء الفلك كيف تتشكل الأجسام الصغيرة مثل الثقوب السوداء والنجوم النيوترونية. عندما تصل النجوم الضخمة إلى نهاية حياتها، إنها تنهار وتسمى المستعرات الأعظم. أما باقي الانهيار الأرضي فهو عبارة عن جسم صغير.
وفي نهاية حياته، يتم إطلاق طبقات من الغاز، مما يخلق عملاً حقيقياً للفن الكوني. بشكل عام، تشكل طبقات الغاز هذه نظامًا للغبار الغازي. في وسط هذه الهياكل، يمكنك رؤية البقايا التي أدت إلى الانهيار والحصول على معلومات حول العملية.
مقالة نشرت وأظهرت مجلة ساينس نتائج دراسة لنجم نابض يدور حول نقطة ما. ومن خلال فحص تفاعل الجاذبية بين النجم النابض والنقطة، وجدوا أن هناك كتلة تبلغ حوالي 2.35 مرة كتلة الشمس. صغير جدًا بحيث لا يمكن أن يكون ثقبًا أسود، ولكنه ضخم جدًا بحيث لا يمكن أن يكون نجمًا نيوترونيًا.
المستعر الأعظم
يقضي النجوم حياتهم بأكملها في التسلسل الرئيسي. يمثل التسلسل الرئيسي النجوم التي تحرق الهيدروجين إلى الهيليوم، أي أنها تحرق وقودها. بسبب الضغط الإشعاعي الناتج، هناك توازن بين هذا الضغط الذي يدفع إلى الخارج والجاذبية التي تدفع إلى الداخل.
قبل الوصول إلى النهاية، يدخل النجم إلى مرحلة العملاق الأحمر أو العملاق الأحمر الفائق، اعتمادًا على كتلته. وفي هذه المرحلة، لم يعد حرق الهيدروجين هو مصدر الوقود الرئيسي.
ومع ذلك، في نهاية حياته، عندما ينفد الوقود، يبدأ النجم في فقدان طبقات من الغاز حتى ينهار. ويسمى هذا الانهيار بمستعر أعظم من النوع IIa.. عادة، يتم إطلاق كمية كبيرة من الطاقة خلال المستعر الأعظم من النوع IIa.
بقايا نجم
أثناء السوبرنوفا، ينهار مركز النجم الأحمر العملاق تحت تأثير جاذبيته. اعتمادًا على الكتلة، سينتج عن الانهيار جسمًا صغيرًا يكون إما نجمًا نيوترونيًا أو ثقبًا أسود. النجوم الأقل ضخامة مثل الشمس تصبح أقزامًا بيضاء.
عندما تكون كتلة النجم 2.5 إلى 3 أضعاف كتلة الشمس، فإنه يصبح نجمًا نيوترونيًا. أما إذا كانت كتلته أكبر من 5 أضعاف كتلة الشمس، فمن المحتمل أن يصبح ثقبًا أسود نجميًا. من المهم أن نلاحظ أن النجم يفقد المادة أثناء هذه العملية، وبالتالي فإن الجسم النهائي لا يملك نفس كتلة النجم.
نجم نيوتروني أم ثقب أسود؟
بسبب فقدان الكتلة أثناء عملية المستعر الأعظم، تصل كتلة النجوم النيوترونية الثقيلة عادة إلى 2.2 كتلة شمسية. تبلغ كتلة الثقوب السوداء الهائلة نحو 5 أضعاف كتلة الشمس. بشكل عام، تساعد الكتلة النهائية للمادة المضغوطة على تصنيف نوع المادة.
لكن، هناك نطاق يتراوح بين 2.2 إلى 5 كتلة شمسية تقريبًا، حيث لا تستطيع الفيزياء تفسيره جيدًا. كيف يتناسب جسم صغير مع هذا النطاق؟ ويحاول علماء الفيزياء النظرية والرصدية تفسير ما يحدث في هذا الفضاء، الذي يظهر كثغرة في تصنيف الأجسام الصغيرة.
بولسار PSR J0514-4002E
ما هو الكشف عن جسم صغير في هذا النطاق؟ لقد حدث له لمجموعة معهد ماكس بلانك في ألمانيا. من خلال دراسة النجم النابض PSR J0514-4002E، لقد أدركوا أن هناك تفاعل جاذبية مع نقطة تبلغ حوالي 2.3 كتلة شمسية. وبسبب عدم وجود انبعاث كهرومغناطيسي، خلص الفريق إلى أنه جسم صغير.
النجوم النابضة هي نجوم نيوترونية لها زخم زاوي، أي أنها تدور وفي هذه العملية تصدر إشارة معينة مثل المنارة الحقيقية.
لاحظ الفريق النجم النابض باستخدام تلسكوب رصد الموجات الراديوية ميركات. يقع النجم النابض على بعد 39500 سنة ضوئية، وتمكن الفريق من قياس موقع دورانه وسرعته.. ومن خلال الملاحظات، اكتشفوا جسمًا لا يمكن أن يضاهيه نجم نيوتروني ولا ثقب أسود.
بالصدفة يا شباب
وأيضا، مراقبة حركيات ومدارات الجسمين، قدر الفريق أن الجسم المجهول لم يكن الرفيق الأصلي للنجم النابض. نظرًا لموقع كل منهما، بدأ الاثنان علاقة جذب. المنطقة مكتظة بالنجوم والأجسام الصغيرة.
وليس من الصعب أن يتشكل ثقب أسود أو نجم نيوتروني في هذه المنطقة، المعروفة باسم العنقود الكروي. متى ديناميات المجموعة المعقدة، قد يكون كلاهما محاصرين داخل نصف قطر التفاعل المتبادل. وهذا من شأنه أن يفسر السرعة العالية التي يدور بها النجم النيوتروني.
ويستمر الغموض
2.3 تظل المادة ذات الكتلة الشمسية لغزًا ولا يمكن تصنيفها بعد على أنها نجم نيوتروني أو ثقب أسود. وإذا تأكد أنه نجم نيوتروني، فسيكون أضخم نجم تم رصده على الإطلاق. وإذا تأكد أنه ثقب أسود، فسيكون أصغر ثقب أسود تم رصده على الإطلاق.
وبغض النظر عن التصنيف، فإن الرعاية تحطم الرقم القياسي بطريقة أو بأخرى. لكن، وحتى الآن لا يزال سر الجسم وكيفية تشكله غير معروف.
