النجوم النيترونية
بالغة الثقل وبالغة الكثافة
عاتية
ثقالية، مغناطيسية، ساخنة
مرعبة
إنها تدمّر الكواكب
بوسعها حتى تدمير النجوم
لغز كوني
إنها عملاقة للغاية
لكنها أيضًا صغيرة للغاية
قوى كونية عظيمة بالغة الصغر
لطالما غطت عليها الثقوب السوداء .. إلى الآن
تم دفع النجوم النيترونية بقوة
إلى طليعة الفيزياء الكونية الحديثة
أدرك فلكيو العالم حدوث شيء ما
يجري أمرٌ ما، إنه جديد، ومختلف
النجوم النيترونية أكثر
الأجرام الفيزيائية الفلكية تشويقًا في الكون
توضع الآن في بؤرة الاهتمام
حيث أن النجوم النيترونية أساس عناصرنا القيمة
وأساس الحياة ذاتها
تـرجمة: د.سـامح نـور dr_sameh_nour@yahoo.com
كيف يعمل الكون
على مسافة 130 مليون سنة ضوئية عن الأرض
توجد مجرّة تُدعى إن جي سي-4993
نجمان محتضران محصوران في تلولب يضيق بسرعة
وكأنه إنصات إلى رنين الكون نفسه
صوت هذا التصادم لو جاز التعبير
مطبوع في نسيج المكان والزمان ذاتهما
ليفينغستون، لويزيانا، مرصد ليغو المتقدم
... مهمته رصد الموجات الثقالية
المتولدة في الفضاء
الموجة الثقالية هي تشوهٌ في الزمكان
يولدها في العادة
حدث ثقالي تصادمي عنيف
أحداث كالمستعرات العظمى
أو تصادم الثقوب السوداء أو النجوم العملاقة
"في 2015، دخل مرصد "ليغو التاريخ برصد الموجات الثقالية
للمرة الأولى
"بعد مئة عام من تنبّؤ "أينشتاين
إنها بصمة تصادم ثقبين أسودين
الأمر أشبه بالإنصات إلى صوت
تصادم عربة من بعيد لم ترها
لكنك ماهر للغاية
وصوت هذا التصادم له بصمة فريدة
بحيث تتمكّن من استخدام نموذج حاسوبك
لتعلم بالضبط نوع السيارات المتصادمة
في 2017، التقط مرصد "ليغو" إشارة مختلفة
حلّ حدث أغسطس عام 2017
كان استثنائيًا
أتت الإشارة، وكانت غريبة
كانت إشارة ممتدّة
ناهزت المئة ثانية
،بعدها بأقلّ من ثانتين قام مرصد آشعة جاما
برصد ومضة من آشعة جاما
من نفس ذات الرقعة من السماء
وبسرعة أدرك فلكيو العالم حدوث شيء ما
يجري أمرٌ ما، إنه جديد، ومختلف
هذا المزيج من الإشارة الطويلة للموجة الثقالية
ووهج آشعة جاما
بمثابة علامة للفلكيين
عندما رأو هذا الحدث
أرسلوا نداءً عالميًا
للفلكيين عبر أرجاء الكون، قائلين
لقد رأينا شيئًا مثيرًا
وأتى من رقعة محدّدة في السماء
وبدأ تجاذب الحديث
بين المجتمع الفلكي
وبدأ الجميع في توجيه مقراباتهم
صوب هذا الجزء من السماء
في خلال ساعات، قام آلاف الفلكيين
والفيزيائيين من أرجاء الأرض على شغف
بجمع بيانات هذا الحدث الغامض
ليست الموجات الثقالية وحسب
ليست آشعة جاما وحسب
هناك ضوء مرئي، ثمّة ضوءٌ تحت الأحمر
ثمّة ضوء فوق بنفسجي
وكافة تلك الإشارات تخبرنا قصة
وكانت هذه المرة الأولى
..التي نرى فيها أكثر من رسالتين في آن واحد
الموجات الثقالية والضوء العادي
كانت هذه لحظة مذهلة في علم الفلك
أدرك العلماء
أن هذا لم يكن تصادم ثقوب سوداء أخرى
هذا أمر مختلف
عندما ترون انفجارًا في الكون
لن يكون هنالك الكثير من المرشحين
ليست هناك أجرام كثيرة تنفجر في الكون
لكن طول الإشارة كان دليلاً دامغًا
تصادم الثقبين الأسودين كان سريعًا
كان هذا أطول وأبطأ موت لنهاية تلولب
نجمين نيترونيين
يتلولبان للداخل، أقرب وأقرب، يتسارعان
وعندما تصادما في النهاية
عندما تلامسا، أصدرا
كمية هائلة من الطاقة نحو النظام المحيط
أرسل هذا التصادم كمية ضخمة من المواد
التي ربما أبطأت الضوء قليلاً
الضوء والموجات الثقالية
سافرا لـ130 مليون عام
ليصلان إلى الأرض في آن واحد تقريبًا
إنها المرة الأولى التي يرى فيها الفليكون تصادم النجوم النيترونية
"أطلقوا عليه "كيلونوفا
وهذا الحدث الكوني المذهل
لم يصدر طاقة وحسب
نتاج تصادم هذا النجم النيتروني
هذا الكيلونوفا، أن قام بتكوين كمية هائلة من النثائر
التي تفجّرت في الفضاء
وربما أمدّنا ذلك في النهاية
بدليل عن منشأ بعض العناصر الثقيلة المميزة
من دمار النجم النيتروني تأتي بذور
المكوّنات الأساسية للحياة ذاتها
نتنفس جزيء الأوكسجين
الماء هو هيدروجين وأوكسجين
تتألف أغلب أجسادنا من مركبات الكربون
التي تشتمل على النيتروجين والفسفور
إحدى أكبر الأسئلة في العلم
على مدار تاريخ الإنسانية
هو ما أصل تلك العناصر؟
ويتضح أن النجوم النيترونية تلعب دورًا محوريًا
في صنع العديد من العناصر الثقيلة
أغلب العناصر على الأرض منشأها النجوم
لكن كيفية تكوين العناصر الثقيلة
ظلت إحدى أطول ألغاز العلم
كنا نعلم لوقت طويل أن ثمة مشكلة
...في تكوين تلك الذرات الأثقل
ذرات كالذهب والبلاتين وهكذا حتى اليورانيوم
وكان أنشط ما لدينا
في الكون انفجارات المستعرات العظمى
فلذا لابدّ وأن تكوّنت بطريقة ما في المستعرات العظمى
لكن عندما أجرى العلماء محاكاة الحواسيب
فشلت المستعرات الافتراضية في تكوين تلك الذرات الضخمة
في 2016، قام الفلكي "إدو بيرجر" بتوضيح
حلّ محتمل لهذا اللغز
لو فتحتَ أيًا من تلك الكتب
وانتقلتَ للصفحة التي تخبرك بمنشأ الذهب
لأخبرك أن الذهب أتى من انفجارات المستعرات العظمى
لكن يتضح أن المجلّدات قديمة
تكوين العناصر الثقيلة يحتاج لنيترونات كثيرة
لذا فرضت نظرية محتملة أخرى
أن العناصر الثقيلة تم إنتاجها في دمج
نجمين نيترونيين في نظام ثنائي
لكن لم يرَ امرؤٌ حينها
تصادم نجم نيتروني
كان من الصعب إقناع المجتمع
أن هذا مصدر محتمل
لإنتاج العناصر الثقيلة
البرهان أن نرى حدوث تلك العملية في الكون
حدوث كيلونوفا في 2017
أمدّنا بالفرصة المثالية
قام بتوليد آلاف الساعات من البيانات
...لاحظ العلماء نمطًا
تغييرات طفيفة في لون بقايا الكيلونوفا
في الفضاء، عند حدوث حدث لامع للغاية
فإنه يُصدر كمية معيّنة من الضوء
...ويُصدره في أطوال موجية معيّنة
ما نتصوّرها ألوانًا
الألوان المختلفة في عروض الألعاب النارية
يدلّ على استخدام مواد كيميائية مختلفة في الألعاب النارية
بنفس الطريقة، بوسع العلماء كشف العناصر
في الكيلونوفا بالألوان في الانفجار
عندما يتحوّل الكيلونوفا إلى الأحمر فيدركون أنه نتاج
عناصر ثقيلة حديثة التكوين
والتي تبدأ بامتصاص الضوء الأزرق
...عندما رأينا هذه النثائر المتغيّرة
..تَحوّل الانفجار في اللون، وتمدّده وبرودته
يمكننا تقدير نوع العناصر التي تكوّنَت
ضوء النثائر يتغيّر
من الأزرق للبنفسجي إلى الأحمر وتحت الأحمر
تغيّر اللون يعطينا دلائل
عن وجود عناصر ثقيلة بعينها
تصادم هذا النجم النيتروني، هذا الكيلونوفا
أصدر بريقًا وطيفًا لونيًا
يتوافق مع نماذج التوقعات
التي تُصدر الذهب والبلاتين
"هذا النموذج يسمّى "طريقة آر
"اختصارًا لـ" الالتقاط السريع للنيترون
هذا مصطلح معقد
يصف كيفية تكوين ذرات أثقل من الحديد
أنتم تحتاجون فعلاً لبيئة غنية بالنيترونات
وكما تتصورون فإن تصادم النجم النيوتروني
هو بيئة غنية جدًا بالنيترونات
لو صحّت تلك النماذج
وهذا ما يذهلني
فإن هذا التصادم، هذا الكيلونوفا
أنتج عشرات أضعاف كتلة الأرض
من الذهب فقط
كيلونوفا في عام 2017 لم يكشف أصل العناصر الرئيسية وحسب
..بل سلّط الضوء على باطن النجم النيتروني
أقوى مادة في الكون
تصنع مجالاً مغناطيسيًا
أعظم من مجال الأرض بتريليون مرّة
تمّ رصد نجمان نيترونيان في لولبة الموت
هذا الانفجار الضخم لم يسلّط الضوء
على تكوين العناصر الثقيلة وحسب
كالذهب والبلاتين
بل أمدّ العلماء أيضًا بنظرة فريدة
نحو إحدى أعظم أجرام الكون غموضًا
محاولة تصوّر ماهية النجم النيتروني
صعبة للغاية على مخيلاتنا
إنها تصعّب أيضًا من فيزيائنا النظرية
علينا اللجوء إلى نماذج حواسيبنا، ورياضياتنا
لتقدير ماهية الأمر
لا ينبغي للعلماء الآن أن يركنوا
إلى تصوراتهم
بوسعهم استخدام البيانات الناتجة من الكيلونوفا
لمعرفة ما يدبّ الحياة في النجوم النيترونية
ثمة معلومات كثيرة استخلصناها من رصد
هذا الحدث وحده، تصادُم زوج من النجوم النيترونية
الآن وللمرة الأولى، لدينا تقدير دقيق
لكتلة نجم نيتروني وقُطره
يمكننا البدء أخيرًا في معرفة
كيف تعمل النجوم النيترونية
قاموا بحساب القطر نحو 12.4 ميل
أقل من طول "مانهاتن" بميل واحد
الوصول للخواص الفيزيائية
أمر مهم
ولو كانت هناك خاصية
فإن القطر خاصية هامة جدا لأنه منها
لو عرفتم الكتلة فيمكنكم حساب الكثافة
ولو عرفتم الكثافة الكلية
لبدأتم بمعرفة ما تبدو عليه الطبقات داخل النجم النيتروني
بالنسبة للفيزيائيين، باطن النجم النيتروني
أحد أكثر بقاع الكون تشويقًا
عليك إدراك أن الأجواء
داخل النجم النيتروني مختلفة للغاية
عن الأجواء الموجودة هنا على الأرض
إننا نتحدّث عن مادة بالغة الكثافة
لدرجة أن أنوية الذرات لا تستطيع التماسك
مع وجود النجم النيتروني، فإنا نتكلم
عن أوزان أثقل من الشمس
وضغطها لتكون أصغر من مدينة
إنها بالغة الكثافة حيث لو حاولتم وضعها على الأرض
لسقطت مخترقة الأرض
الكثافة العالية تعني جاذبية عالية
جاذبية أعظم مما بالأرض بمئتي بليون مرة
تخيّلوا الصعود على طاولة على سطح
نجم نيتروني والقفز منها
ستُسحقون في الحال
وتنبسطون على السطح
فلا تفكّرون حتى بممارسة تمارين الضغط
مع الجاذبية الهائلة
مجالات مغناطيسية بالغة القوة
وأيضًا إشعاع آشعة إكس
ومجالات كهربية أقوى ثلاثين مليون مرة
من صواعق البرق
وعواصف من جسيمات عالية الطاقة
ليس هذا بجوار طيّب لمسافر فضائي
لو صرت في جوار
نجم نيتروني، فتلك أنباء سيئة
ستتمزّق أولاً
بالمجالات المغناطيسية بالغة القوة
ثمّ تَذْروك آشعة إكس رمادًا
ومتى تقترب
فتقوم الجاذبية الهائلة ببسط
ذراتك وجزيئاتك إلى سيل رفيع طويل
ستتسارع أكثر فأكثر
ثم تصطدم أخيرًا بالسطح
لتتناثر عبره
وتصدر تلك العملية طاقة تعادل
قنبلة نووية
لو خُيّرت بين الوقوع في نجم نيتروني
أو ثقب أسود لاخترت الثقب الأسود
لأنني لا أود أن يمزقني
مجال مغناطيسي أو تفجّرني آشعة إكس
قد تبدو النجوم النيترونية على المدى الكوني بالغة الصغر
لكنها تحمل قوة خطيرة
سرّ تلك القوّة الهائلة الحبيسة
بسبب ما يجري تحت السطح
بالتزوّد ببيانات الكيلونوفا الجديدة
يمكننا القيام برحلة افتراضية
إلى قلب نجم نيتروني
علينا أولاً أن نخترق غلافه
إنه ليس كغلاف الأرض
الذي يرتفع لمئة ميل تقريبًا
على النجم النيتروني، الغلاف بهذا العمق تقريبًا
وهو كثيف للغاية مقارنة بالهواء حولنا
تحت الغلاف المضغوط قشرة من الحديد المتأيّن
خليط من أنوية الحديد البللورية
وإليكترونات حديد حرّة
الجاذبية قوية للغاية
حيث يكون مستويًا تقريبًا
أضخم جبل على السطح
سيكون بارتفاع أقل من ربع بوصة
سلسلة جبلية بارتفاع ربع بوصة قد تبدو غريبة
لكن تزداد الغرابة عندما نتقدّم تحت السطح
إنه مأوى أقوى مادّة في الكون
إنه غريب للغاية، يشبّهه العلماء بالعجينة النووية
عندما نغوص تحت قشرة النجم النيتروني
تبدأ النيترونات ذاتها بالالتصاق معًا
إلى أشكال غريبة
تُكوّن تكتّلات تبدو ككريات العجينة
ثم في الأعماق تلتصق معًا
لتُكوّن عصيّات طويلة أشبه بالاسباغيتي
في العمق أكثر، يلتحم الاسباغيتي معًا
ليُكوّن شرائح من اللازانيا
ثم في النهاية تلتحم اللازانيا معًا
لتصير كتلة منتظمة لكن بثقوب فيها
فتبدو كالمكرونة الأقلام
هذه عجينة، بالشكل النووي
تهتاج عند حرارة
تناهز المليون درجة فهرنهايت
الجاذبية القوية تثني وتسحق وتبسط
النيترونات وتجعلها تنبعج لتصنع مادة
أكثف مئة ألف بليون مرة من الحديد
لكن تزداد الرحلة تطرفًا
في العمق أكثر أمور أكثر غرابة وأصعب على الفهم
..لُبّ النجم النيتروني
البعيد للغاية عن تلك الطبقات
التي ندعوها بالعجينة النووية
ربما أغرب أشكال المادة
غريبة بحيث قد تكون آخر بنيان للمادة
قبل الانهيار الجذبي الكامل إلى ثقب أسود
"البيانات من مرصد "ناسا" "تشاندرا
...تفترض أن اللب يتألف من ميوعة فائقة
حالة غريبة من المادة خالية من الاحتكاك
السوائل الشبيهة المنتجة في المعمل
تُبدي خصائص غريبة
كالقدرة على التدفق لأعلى
وتنفذ من الأواني محكمة الغلق
رغم أن معرفتنا بباطن النجم
لا تزال مُبهمة، فلا يوجد غموض
حول مولده اللامع
تَشكّل إبّان أروع حدث
...يقدّمه الكون
الموت المتفجّر لنجم عملاق
...النجوم النيترونية
بحجم "مانهاتن"، لكن ضعف كتلة شمسنا
كثيفة للغاية بحيث أن ملء ملعقة منها يزن بليون طن
أجرام مذهلة تنشأ بانفجار
تدبّ الحياة في النجوم النيترونية
وسط موت نجمها الأب
إنها القصة النهائية للبعث
أو الحياة من الموت
إنها جزءٌ من دورة كونية
تولد النجوم من سحب ضخمة من غاز بالغ البرودة
تنهار تلك السحب بفعل جاذبيتها
وكثافة اللب في مركز الانهيار
تبدأ بالازدياد
النجم هو مُفاعل اندماج نووي ضخم
قوّة جاذبيته بالغة القوّة
بحيث تُدمج الذرات معًا
لتكوين عناصر أثقل وأثقل بالتدريج
يعمل النجم على دمج الهيدروجين إلى هيليوم
متى يستهلك الهيدروجين، فإن كان ضخمًا بما يكفي
فبوسعه البدء بدمج الهيليوم في لُبّه
يستمر الاندماج ليُكوّن الكربون
والأوكسجين والنيتروجين حتى الوصول إلى الحديد
متى يمتلك النجم حديدًا في لبّه
فكأنك قمت بدسّ السم له
لأن هذا يُخمد التفاعلات النووية
في لبّ النجم
إنك تدمج شيئًا إلى حديد ولا تحظى بطاقة
فجأة، لن يوجد ما يقاوم
سحق الجاذبية
عدم وجود ضغط إشعاعي دافع
يعني عدم وجود ضغط يمنع المناطق الخارجية من الانسحاق
وهذا ما تقوم به
عندما ينهار النجم في غمرات موته
يصير لبه أعتى وأعنف
وأغرب صحن ضاغط في الكون بأكمله
المكونات بأكملها متوافرة
حان الوقت لإعداد نجم نيتروني
لو قمنا بتكبير النواة الذرية
لحجم كرة القاعدة
ففي الذرة العادية سيكون أقرب إليكترون
على بُعد تلك الأشجار
لكن في الظروف العاتية يؤدّي
لتكوين نجم نيتروني
حيث تُدفع تلك اللإليكترونات على مقربة من النواة
بوسعها أن تدنو من أي اتجاه
ولو كانت درجات الحرارة والضغوطات عالية بما يكفي
فيمكنها حتى أن ترتطم بالنواة
وتلج داخلها ويمكنها أن ترتطم ببروتون
ومتى تقوم بذلك، تتحوّل للمزيد من النيترونات
لذا في تكوين إحدى تلك الأجرام
تختفي البروتونات والإليكترونات
ولا يتبقّى منها سوى نيترونات صافية
مع عدم وجود ما يمنعها أن تكتظّ معًا
وتملأ هذه الكرة بأكملها
بالنيترونات لتؤدّي إلى كثافات عالية
باستيعاب بحر الإليكترونات في الأنوية الذرية
فإن المادة بداخل النجوم تنضغط أكثر
الأمر أشبه بسحق 300 مليون طن من الكتلة
إلى مكعب سكر واحد
عندما ينهار النجم
تسقط كميات مهولة من الغاز صوب اللب
اللب صغير الحجم لكن ضخم الكتلة
ترتد بلايين الأطنان من الغاز منه
ثم تثور في أضخم العروض النارية
في الكون .. المستعرّ الأعظم
إنه ضخم
إنه لامع
إنه مهيب
المستعر الأعظم أحد أكثر الأحداث إثارة في الكون
...احتضار نجم
قد يضيء مجرة بأكملها
وينبثق من تلك الحادثة
كيان كوني جديد بالغ الغرابة
عندما ينقشع الدخان من انفجار المستعرّ الأعظم
يظهر أحد الوحوش الحقيقية المذهلة في الكون برمّته
عاين البشر المستعرات العظمى
لآلاف السنوات
لكننا نبدأ الآن وحسب بفهم
... ما كنا نعاينه بحق
مولد النجوم النيترونية
لكن بينما تكون المستعرات العظمى ضخمة ولامعة
فإن النجوم النيترونية صغيرة
وأكثرها لا يشعّ ضوءًا
لذا كم عدد النجوم النيترونية هناك؟
نعلم في حدود ألفي نجم نيتروني في مجرتنا
لكن ربما هناك المزيد والمزيد
أتكلم عن عشرات الملايين في درب التبانة وحدها
وبالتأكيد البلايين عبر الكون
قد تكون النجوم النيترونية صغيرة لكن تُفصح بعضها عن نفسها
...تُطلق الإشعاعات عبر الكون
نبضات جليّة من منارة كونية
معرفتنا عن النجوم النيترونية تتوسع بسرعة
لكننا لم نعلم حتى بوجودها
حتى اكتشاف جيد الحظ قبل أكثر من خمسين عامًا
كامبريدج"، مرصد "مولارد" الراديوي"
جوسلين بيل"، طالبة متخرّجة"
تقوم بتشغيل المقراب الراديوي الجديد
تمسح السماء وتقوم بكافة أعمال الفلك الرائعة
وترى ما تسمّيه "علامة احتكاك" في البيانات
هذه العلامة قصيرة
لكن تُعيد حزمة منتظمة من الاشعاعات
ناشئة من مسافة ألف سنة ضوئية من الأرض
"إنها ثابتة ومنتظمة حيث اقتنعت "بيل
أن هناك خطبٌ ما بمقرابها
تعود لتلك البقعة
...وتجد إشارة متكررة منتظمة
نقطة في السماء تومض نحونا باستمرار
تقول مرحبًا، مرحبًا، مرحبًا
نقطة، نقطة، نقطة
هدير، هدير، هدير
نبضة، نبضة، نبضة
لا يوجد شيء نعرفه في الكون
لديه تلك النبضة المستقرة بالغة الانتظام
بدت مُتقنة وكأنها اصطناعية
تبدو وكأن أحدًا يصنعها
لكن اتضح أنها ليست شخصًا، بل جسمًا
"ما اكتشفته يسمّى "النجم النابض
النجم النابض نوع من النجوم النيترونية سريعة الدوران
تم افتراض النجوم النيترونية في ثلاثينيات القرن العشرين
لكن اعتُقد أنها خافتة حتى يتم رصدها
تمّ افتراض وجود النجوم النيترونية
لكن لم يُؤخذ الأمر على محمل الجدّ
"كانت مجرّد " هذا أمر لطيف
"ربما تتواجد وربما لا"
"الإشارة التي رصدتها "بيل
بدت وكأنها شيء من الخيال العلمي
لم يرَ أحدٌ ذلك في علم الفلك من قبل
وخمّن البعض أنها ربما كانت إشارة من كائنات فضائية
أطلقت حتى عليها "أجرام "الرجال الخضر الصغار
لكن وجدت "بيل" وقتها إشارة أخرى
الرجال الخضر الصغار عادوا من الخيال
وصارت النجوم النابضة حقيقة علمية
اكتشاف النجوم النابضة ظهر فجأة
لم يتوقعها أحد
...كانت كشفًا علميًا مذهلاً
بالغ الأهمية
النجوم النابضة تنبض لأنها ولدت حتى تدور
تنشأ عندما تنهار نجومها الأصلية
أثناء المستعر الأعظم
أي جسم على الإطلاق يخضع
لأي حدث انضغاطي
لو كان لديه عزمٌ زاويُ ابتدائي
فسينتهي بالدوران
عندما يتقلص النجم، يدور أسرع وأسرع
تدور بسرعة كبيرة لأن اللب بحجم الأرض
لنجم ضخم
ينهار لشيء بحجم مدينة
ولأن حجم الجسم صار أصغر
لزم أن يزداد معدّل الدوران بكمية كبيرة
بوسع النجوم النيترونية أن تدور بسرعة عالية
تتحرّك أسطحها بسرعة كبيرة
إنها تتحرّك بنحو 20% من سرعة الضوء في بعض الحالات
فلو اضررتم إلى ركوب نجم نيتروني
ممنوع الحوامل ومرضى الظهر والقلب
ضعوا ذراعيكم ورجليكم داخل الركوبة دائمًا
لأنها على وشك أن تُمحا
وعندما تدور فإنها تولّد آشعة وامضة من الطاقة
هذا الشعاع مثل شعاع المنارة
سترون تلك الومضات الدورية عدة مرات في الثانية
...ففي كل مرة ترونها آشعة، آشعة، آشعة
تلك الآشعة هي بطاقة تعارف النجم النابض
تتولّد بفعل الفوضى العنصرية
التي تهتاج داخل النجم النيتروني
رغم أن النجم في الغالب
كرة من النيترونات
فتتناثر بالقشرة البروتونات والإليكترونات
تدور مئات المرات في الثانية
لتولّد مجالاً مغناطيسيًا هائلاً
وبهذا المجال المغناطيسي القوي
يمكنكم توليد مجالات كهربية قوية
والمجالات الكهربية والمغناطيسية
بوسعها أن تتخلص من بعضها وتصير إشعاعًا
..تُرسل تلك النجوم النيترونية منافث ....أحزمة من الإشعاعات
من أقطابها الدوّارة
ولو اختلّت أقطابها
لو مالت قليلاً
فسيصنع هذا الحزام دوائر عبر الكون
ولو كنا في مسار إحدى تلك الدوائر
فسنرى ومضة .. ومضة
كما لو كنتم في سفينة
ورأيتم منارة بعيدة في ليلة ضبابية
بوسعكم رؤية النجوم النابضة عبر الامتداد الفسيح للكون
لأنها أحزمة ضوء بالغة القوة
لكن أحيانًا تحظى النجوم النابضة بدَفعة إضافية
تسرّعها أكثر وأكثر
طريقة جعلها تدور أسرع
بقلب المزيد من المواد داخلها
هذا يسمّى "التنامي" وتنتهون بتسريع دورانها أكثر من ذي قبل
كالنجوم مصاصة الدماء
تتجهّز النجوم النابضة بمصّ الحياة
من أي جسم شارد على مقربة منها
تقوم الجاذبية بسحب المادة نحوها
ما يعني أن دورانها يزداد
تدور أسرع وأسرع
هذه النباضات الميللي ثانية
تدور بسرعة 700 دورة في الثانية
...إنها الخلاط الأعظم
تقوم بالتقطيع والتشريح وحتى التقليم
لذا ما الذي يمنع النجوم النيترونية
أن تمزّق أنفسها؟
النجوم النيترونية أجرام غريبة للغاية
بقوى هائلة للغاية تربطها ببعضها
لذا تصمد أمام
سرعات الدوران فائقة السرعة
لديها جاذبية بالغة القوة
وهذا ما يجعلها تتماسك
حتى لو كانت تدور بسرعة عالية
سرعة الدوران صعبة التصوّر
على الأرض، اليوم يمتدّ لأربع وعشرين ساعة
على النجم النيتروني، يمتد لسبعمئة جزء من الثانية
النجوم النابضة فائقة السرعة ليست بالنجوم الوحيدة الغريبة
التي يبدأ العلماء بالإلمام بها
هناك نوع آخر من النجوم النيترونية
لديه أقوى مجال مغناطيسي في الكون
هذا الوحش المغناطيسي يسمى النجم المغناطيسي
الفلكيون المراقبون للنجوم النيترونية النابضة
لاحظوا شيئًا غريبًا
،في بعض المناسبات النادرة يمكنها أن تتسارع فجأة
هذا مذهل
أعني لدينا جسم بالغ الكثافة
وفجأة يدور أسرع
يحدث ذلك .. في الحال
تُغيّر التردد بسرعة
يحتاج الأمر كمية هائلة من الطاقة للقيام بذلك
ما الذي يقوم بذلك؟
هذه التغيرات المفاجئة في السرعة تسمّى بالخلل
إحدى النظريات الرائدة في سبب حدوث هذا الخلل
أن مادة اللب تنضمّ للقشرة
وهذا يؤثر على طريقة دورانها
لكن هناك تفسير محتمل آخر قد يتسبب الخلل بالزلازل النجمية
تُصدر تلك العملية كمية هائلة من الإشعاع
هَبّة من آشعة إكس، تجعل وجه النجم النيتروني
يُعيد ترتيب نفسه، ويُغيّر سرعة الدوران
نلك الزلازل النجمية تُصدر طاقة
تنحصر داخل النجم
أحيانًا تتمزّق القشرة
أي شيء يُغيّر هندسة النجم النابض
بوسعه تغيير معدّل دورانه
ما الذي قد يكون قويًا بما يكفي
لإحداث تلك الزلازل النجمية؟
من الصعب أن نتخيّل
وجود أيّ قوة في الكون
بإمكانها تشويه المادة داخل النجم النيتروني
والتي تخضع لجاذبية هائلة
لكن عندما يتعلّق الأمر بنجم نيتروني
فلو كان بإمكان جسم القيام بذلك فهو النجم المغناطيسي
المجالات المغناطيسية العاتية
داخل النجم قد تتشابك
حتى تمزّق القشرة
وهكذا بوسع السطح أن يُعيد بناء نفسه
ويتشكّل باستمرار
وإعادة تشكيل طفيف
في سطح النجم النيتروني
في حدود بضعة ميللي مترات
سيصاحبها تحرير كمية هائلة من الطاقة
الجاذبية الهائلة للنجوم النيترونية
تُسوّي سطح النجم في الحال
وكأن الخلل لم يحدث قط
عندما يتعلق الأمر بالنجوم النيترونية
فلا نهاية للتشوّه المغناطيسي
قابلوا البطل المسيطر
..على منافسات "أقوى حقل مغناطيسي" الكونية
النجم المغناطيسي
واحد من كل عشرة نجوم نيترونية نشأت أثناء المستعرات العظمى
يصير نجمًا مغناطيسيًا
النجوم المغناطيسية، كما يشير اسمها
المجال المغناطيسي بها بالغ القوة
حتى من يعتاد استخدام الأرقام الكبيرة
...مثلي كفلكي
لا يزال يرتاع من هول تلك الأشياء
لدى النجوم المغناطيسية مجالاً مغناطيسيًا
أقوى من مجال الأرض ألف تريليون مرّة
هذا القدر من المغناطيسية
سيفسد أيًا ما يقترب
أي جسم نألفه
لو اقترب من النجم المغناطيسي فسيتمزّق إربًا
أي جسيمات مشحونة بأية حركة
ستتمزّق عن ذراتها
سيكون موقفًا جنونيًا
تحترق النجوم المغناطيسية لامعة لكن حياتها قصيرة
...نعتقد أن النجوم المغناطيسية
...تلك النجوم النيترونية الممغنطة بشدّة
دورة حياتها قصيرة
مجالها المغناطيسي بالغ الشدة
بحيث ينبغي أن يضمحلّ في نطاقات زمنية سريعة
في حدود عشرة آلاف عام فقط
نعتقد أن قوتها تؤدّي إلى تقوّضها
هذا المجال المغناطيسي بالغ القوة
بحيث يلتقط المواد من حوله ويسرّعها
وهذا يعمل ككابح يبطّئها
،لذا على مرّ الوقت يتباطأ دوران النجم النيتروني
ويضمحلّ المجال المغناطيسي
،أثناء حياتها
تعمل النجوم المغناطيسية بطريقة مختلفة عن النجوم النابضة
ليس لها أحزمة
مجالاتها المغناطيسية تُطلق انفجارات عملاقة
من إشعاعات عالية القوّة
لكن رصد الفلكيون حديثًا نجمًا نيوترونيًا
من الصعب تصنيفه
يتصرّف كنجم مزدوج الشخصية
ذلك النجم النيتروني مثال غريب
يتصرف كنجم نابض راديوي
وكنجم مغناطيسي عالي المغناطيسية
لديه مجالات مغناطيسية قوية
بحيث يكون له تلك الانبعاثات المغناطيسية
لكن لديه أيضًا هذا المنفث القوي من الإشعاع
الذي يصدر من قطبيه
وكأنّ به انفصام في الشخصية
عندما شوهد أول مرة عام 2000
فكان يُصدر موجات راديوية
سلوك نجم نابض تقليدي
ثم بعد ستة عشر عامًا، توقف النبض
وبدأ فجأة بإرسال ...انبعاثات قوية من آشعة إكس
سلوك النجم المغناطيسي
تحيّر العلماء
لا نعلم إن كان هذا الجسم نجمًا نابضًا يتحوّل إلى نجم مغناطيسي
أم نجمًا مغناطيسيًا يتحوّل لنجم نابض
تفترض نظرية أن تلك الانبعاثات لآشعة إكس حدثت
لأن المجال المغناطيسي للنجم قد انحرف فجأة
صار الضغط شديدًا فانصدع النجم
ليُصدر آشعة إكس من القشرة المتصدّعة
النجم النيتروني أكثف مادة
نعلمها في الكون
ومع ذلك، رأينا أشياءً
تجعله يتغيّر ويتمزّق
هذا النجم النيتروني يمزّق نفسه في الواقع
تحت قوى المجال المغناطيسي
لو حدث ذلك
النجوم النيترونية الهادئة تتحول إلى نجوم مغناطيسية هائجة
تشيخ بسرعة
عندما تفكّرون في دورة حياة الإنسان
نرى أننا نتباطأ بتقدّم العمر
نصير أكثر هدوءًا
النجوم النيترونية تقوم بالعكس
بوسعها أن تدور أسرع عما كانت عليها وقت نشأتها
ويَقوَى المجال المغناطيسي بمرور الوقت
إنها عملية عكس الشيخوخة
لكن تلك التغيّرات الغريبة نادرة
أغلب النجوم النابضة منتظمة كالساعة
النجوم النابضة منتظمة جدًا
يمكنكم أن تضبطوا ساعاتكم بتوقيت نبضاتها
وهذا الثبات قد نستخدمه
في استكشافاتنا المستقبلية للكون
لو كنت قائد سفينة فضاء
فستحتاج لجهاز تموضع مجرّي
قد تكون النجوم النيترونية هي الحل
يُضاهي الفلكيون عادة
الوميض الثابت للنجم النيتروني الدوّار المسمى النجم النابض
بالمنارات الكونية
تلك الومضات ليست موثوقة وحسب
لكل نجم نابض حزمته النابضة المميزة
لكل نجم تردد مختلف قليلاً
لكل نجم معدّل مختلف قليلاً
أيًا من كان بالمجرة، بغضّ النظر عن الموقع
بوسعهم الاتفاق على مواقع تلك النجوم النابضة
البصمة الفريدة للنجم النابض
يفتح احتمالات مثيرة
لمستقبل السفر الفضائي
قد نستخدم النجوم النابضة بالأساس
لنتمكّن من تحديد موقعنا
ولأن تلك النبضات دقيقة للغاية
يمكننا استخدامها بنفس طريقة استخداماتنا لأقمار التموضع الاصطناعية
المتمركزة فوق الأرض
استخدام النجوم النابضة كمعين ملاحي
ليس فكرة جديدة
"تمّ التعرّف عليها في مهمة ناسا "فوياجر
في السبعينيات
مثبّتٌ في سطح تلك السفينة الفضائية
تسجيل ذهبي
وعلى الشريحة التي تغطّي هذا التسجيل
خريطة نجم نابض الذي في الأساس قد يساعد
حضارة فضائية متقدمة بكيفية العثور على الأرض
لأنها تستخدم موقع الأرض
بالنسبة لأربعة عشر نجما نابضًا معروفًا
كطريقة فعالة لحساب
موقع كوكبنا
بالنسبة لكافة تلك النجوم النابضة
لم يقم الفضائيون باتصال لكن لا تزال تستخدم ناسا خرائط النجوم النابضة
أطلقت ناسا حديثًا قمرًا اصطناعيًا
"يسمّى "نايسر سيكسانت
يتواجد على محطة الفضاء الدولية
يُستخدم لاختبار تلك الأنواع من النظريات
استخدموا النجوم النابضة لمعرفة موقع
جسم يدور حول الأرض
بمعدّل 17 ألف ميلٍ في الساعة
وتمكّنوا من تحديد موقعه
في نطاق ثلاثة أميال
هذا مذهل للغاية
بمعرفة موقعها بالمقارنة بالنجوم النابضة المعروفة
بوسع المهمات الفضائية المستقبلية أن تبحر عبر الكون
النجوم النيترونية تأخذنا ...في تلك الرحلة المذهلة
شيء ضروري
كمعرفة مكانك في المجرة
قد نكون على بُعد عدّة مئاتٍ من السنوات الضوئية
لكن بوسع النجوم النيترونية أن ترينا
موقعنا في درب التبانة
قرأت الكثير من الخيال العلمي
وأحبّ فكرة أن أتمكّن من الانتقال
،من نجم إلى نجم من كوكب إلى كوكب
من الغريب أن نفكّر أنه بالمستقبل
كنظام إحداثي مجرّي
أننا قد نُبحر باستخدام تلك الأنوية الذرية العملاقة
تلك الأجسام سريعة الدوران ،غريبة البنيان، المغناطيسية
قوية الجاذبية كالنجوم النيترونية
قَطَعت النجوم النيترونية شوطًا طويلاً
منذ أن أخطأناها بالرجال الخضر الصغار
منذ أن تغاضينا عنها كشذوذ فلكي
تأخذ الآن وضعًا محوريًا كنجوم حقيقية شهيرة
المثير حيال النجوم النيترونية
أننا في بداية دراستها
لسنا في النهاية، عرفنا الكثير
لكن هناك الكثير لنتعلمه
من النيترون الوضيع يأتي أقوى
وأسرع وأقوى مجال مغناطيسي
وأغرب الأجسام في الكون
أحبّ فكرة العنقاء
شيء ينهض من رماده
قد تعتقدون أنه بموت شيء تنتهي القصة
لكن شيء أجمل
وأكثر سحرًا يأتي عقبه
أخبرتكم من البداية ولم تصدقوني
...لكن آمل أنكم تصدقوني الآن
النجوم النيترونية أكثر الأجرام الفلكية سحرًا في الكون
تـرجمة: د.سـامح نـور dr_sameh_nour@yahoo.com