انطباع الفنان عن تطور قزم أبيض (في المقدمة) ونظام ثنائي نجمي نابض (في الخلفية). باستخدام تلسكوب SOAR البالغ طوله 4.1 متر على سيرو باشون في تشيلي ، وهو جزء من مرصد سيرو تولولو للبلدان الأمريكية ، وهو برنامج تابع لمؤسسة NSF NOIRLab ، اكتشف علماء الفلك أول مثال على نظام ثنائي يتكون من قزم أبيض متطور يدور حول نجم نابض من ميلي ثانية ، في الذي يكون النجم النابض بالمللي ثانية في المرحلة الأخيرة من عملية الدوران. المصدر ، الذي اكتشفه تلسكوب فيرمي الفضائي ، هو “الحلقة المفقودة” في تطور مثل هذه الأنظمة الثنائية. الائتمان: NOIRLab / NSF / AURA / J. da Silva / Spaceengine Acknowledgement: M. Zamani (NSF’s NOIRLab)
باستخدام تلسكوب SOAR البالغ طوله 4.1 مترًا في تشيلي ، اكتشف علماء الفلك أول مثال لنظام ثنائي حيث يدور نجم في عملية التحول إلى قزم أبيض حول نجم نيوتروني انتهى لتوه من التحول إلى نجم نابض سريع الدوران. تم اكتشاف الزوج في الأصل بواسطة تلسكوب فيرمي الفضائي لأشعة جاما ، وهو “الحلقة المفقودة” في تطور مثل هذه الأنظمة الثنائية.
تم العثور على مصدر لامع وغامض لأشعة جاما على أنه نجم نيوتروني سريع الدوران – يُطلق عليه اسم النجم النابض بالمللي ثانية – وهو يدور حول نجم في عملية التطور إلى قزم أبيض منخفض الكتلة للغاية. يشير علماء الفلك إلى هذه الأنواع من الأنظمة الثنائية باسم “العناكب” لأن النجم النابض يميل إلى “أكل” الأجزاء الخارجية من النجم المرافق عندما يتحول إلى قزم أبيض.
تم اكتشاف الثنائي من قبل علماء الفلك باستخدام تلسكوب SOAR بطول 4.1 متر على Cerro Pachón في تشيلي ، وهو جزء من مرصد Cerro Tololo Inter-American (CTIO) ، وهو برنامج تابع لمؤسسة NSF NOIRLab.
قام تلسكوب فيرمي الفضائي لأشعة جاما التابع لناسا بفهرسة الأجسام في الكون التي تنتج أشعة غاما غزيرة منذ إطلاقه في عام 2008 ، ولكن لم يتم تصنيف جميع مصادر أشعة جاما التي يكتشفها. أحد هذه المصادر ، والذي أطلق عليه علماء الفلك 4FGL J1120.0-2204 ، كان ثاني أكثر مصادر أشعة جاما سطوعًا في السماء بأكملها والتي لم يتم التعرف عليها حتى الآن.
استخدم علماء الفلك من الولايات المتحدة وكندا ، بقيادة صمويل سويهارت من مختبر الأبحاث البحرية الأمريكية في واشنطن العاصمة ، مقياس Goodman Spectrograph على تلسكوب SOAR لتحديد الهوية الحقيقية لـ 4FGL J1120.0-2204. تم إثبات أن مصدر أشعة غاما ، الذي ينبعث منه أيضًا الأشعة السينية ، كما لوحظ من قبل تلسكوبات الفضاء Swift التابعة لناسا والتلسكوبات الفضائية XMM نيوتن التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية ، هو نظام ثنائي يتكون من “النجم النابض ميلي ثانية“يدور مئات المرات في الثانية ، وهو مقدمة لقزم أبيض منخفض الكتلة للغاية. يقع الزوجان على بعد أكثر من 2600 سنة ضوئية.
يقول Swihart: “إن الوقت المخصص لجامعة ولاية ميشيغان على تلسكوب SOAR ، وموقعه في نصف الكرة الجنوبي ، ودقة واستقرار مطياف Goodman كانت كلها جوانب مهمة لهذا الاكتشاف”.
يقول كريس ديفيس ، مدير برنامج NOIRLab في US National Science المؤسسة. “نتوقع أن تلعب SOAR دورًا حاسمًا في متابعة العديد من المصادر الأخرى ذات المتغيرات الزمنية والمتعددة خلال العقد القادم.”
أظهر الطيف البصري للنظام الثنائي الذي تم قياسه بواسطة مطياف جودمان أن الضوء القادم من رفيق القزم الأبيض البدائي قد تم إزاحته – يتم إزاحته بالتناوب إلى الأحمر والأزرق – مشيرًا إلى أنه يدور حول نجم نيوتروني مضغوط ضخم كل 15 ساعة.
يقول Swihart ، الذي كان فريقه قادرًا على أخذ هذه الخصائص وتطبيقها على نماذج تصف كيفية تطور أنظمة النجوم الثنائية: “سمحت لنا الأطياف أيضًا بتقييد درجة الحرارة التقريبية والجاذبية السطحية للنجم المرافق”. سمح لهم ذلك بتحديد أن الرفيق هو مقدمة لقزم أبيض منخفض الكتلة للغاية ، حيث تبلغ درجة حرارة سطحه 8200 درجة مئوية (15000 درجة فهرنهايت) ، وكتلة تبلغ 17٪ فقط من كتلة الشمس.
عندما يصل نجم بكتلة مماثلة لكتلة الشمس أو أقل إلى نهاية حياته ، سينفد الهيدروجين المستخدم لتغذية عمليات الاندماج النووي في قلبه. لفترة من الوقت ، يتولى الهيليوم زمام القيادة ويقوي النجم ، مما يتسبب في تقلصه وتسخينه ، ودفع توسعه وتطوره إلى عملاق أحمر يبلغ حجمه مئات الملايين من الكيلومترات. في النهاية ، يمكن أن تتراكم الطبقات الخارجية لهذا النجم المتضخم على رفيق ثنائي ويتوقف الاندماج النووي ، تاركًا وراءه قزمًا أبيض بحجم الأرض تقريبًا ويصدر صوتًا في درجات حرارة تتجاوز 100،000 درجة مئوية (180،000 درجة فهرنهايت).
لم ينته القزم الأبيض الأولي في نظام 4FGL J1120.0-2204 من التطور بعد. يقول Swihart: “إنه منتفخ حاليًا ، ونصف قطره أكبر بحوالي خمس مرات من الأقزام البيضاء العادية ذات الكتلة المماثلة”. “ستستمر في التبريد والتقلص ، وفي حوالي ملياري عام ، ستبدو متطابقة مع العديد من الأقزام البيضاء منخفضة الكتلة للغاية التي نعرف عنها بالفعل.”
النجوم النابضة بالمللي ثانية تدور مئات المرات كل ثانية. يتم نسجها عن طريق تراكم مادة من رفيق ، في هذه الحالة من النجم الذي أصبح القزم الأبيض. تصدر معظم النجوم النابضة بالمللي ثانية أشعة جاما والأشعة السينية ، غالبًا عندما تصطدم الرياح النجمية ، وهي عبارة عن تيار من الجسيمات المشحونة المنبثقة من النجم النيوتروني الدوار ، مع مادة منبعثة من نجم مرافق.
حوالي 80 كتلة منخفضة للغاية الأقزام البيضاء معروف ، ولكن “هذا هو أول نذير لقزم أبيض منخفض الكتلة للغاية يُعثر عليه على الأرجح يدور حول نجم نيوتروني ،” كما يقول Swihart. وبالتالي ، فإن 4FGL J1120.0-2204 هي نظرة فريدة على نهاية عملية التدوير هذه. جميع الثنائيات الأخرى من القزم والنجم النابض التي تم اكتشافها قد تجاوزت مرحلة الغزل.
يقول Swihart: “متابعة التحليل الطيفي باستخدام تلسكوب SOAR ، الذي يستهدف مصادر غير مرتبطة بأشعة غاما من Fermi ، سمح لنا برؤية أن الرفيق كان يدور حول شيء ما”. “بدون هذه الملاحظات ، لم نتمكن من العثور على هذا النظام المثير.”
تم تقديم هذا البحث في ورقة “4FGL J1120.0–2204: ثنائي فريد من نوعه لأشعة غاما نجمي نيوتروني ساطع مع قزم أبيض أولي منخفض الكتلة للغاية ،” ليظهر في مجلة الفيزياء الفلكية.
4FGL J1120.0-2204: ثنائي نجم نيوتروني ساطع فريد من نوعه بأشعة جاما مع قزم أبيض أولي منخفض الكتلة للغاية ، arXiv: 2201.03589 [astro-ph.HE] arxiv.org/abs/2201.03589
مقدمة من اتحاد الجامعات للبحث في علم الفلك (AURA)
الاقتباس: اكتشف أن العنكبوت الكوني مصدر لأشعة غاما القوية (2022 ، 12 يناير) ، تم استرجاعه في 12 يناير 2022 من https://phys.org/news/2022-01-cosmic-spider-source-powerful-gamma-rays .لغة البرمجة
هذا المستند عرضة للحقوق التأليف والنشر. بصرف النظر عن أي تعامل عادل لغرض الدراسة أو البحث الخاص ، لا يجوز إعادة إنتاج أي جزء دون إذن كتابي. يتم توفير المحتوى لأغراض إعلامية فقط.
“هواة الإنترنت المتواضعين بشكل يثير الغضب. مثيري الشغب فخور. عاشق الويب. رجل أعمال. محامي الموسيقى الحائز على جوائز.”