هل تم حل لغز تشكل الماغنيتار؟

الماغنيتارات هي بقايا عالية الكثافة ناتجة عن انفجار السوبرنوفا Supernova (المستعر الأعظم)، وهي من المغانط الأعظم المعروفة في الكون، فهي أقوى بملايين المرات من أعظم المغانط الموجودة في الكرة الأرضية. فقد قام فريق من الفلكيين باستعمال التلسكوب الكبير جدا VLT ضمن المرصد الأوروبي الجنوبي، ويعتقد الآن أنهم وجدوا نجم قرين لماغنيتار وذلك للمرة الاولى.

هذا الاكتشاف ساعد في شرح كيفية تشكل الماغنيتارات ولماذا هذا النجم بالتحديد لا ينهار إلى ثقب اسود كما يجب أن يحصل حسب ما يعتقد الفلكيون.

فعند انهيار نجم ضخم تحت تأثير جاذبيته الخاصة خلال انفجار السوبرنوفا، فهو يتحول إما إلى نجم نيوتروني أو إلى ثقب اسود، الماغنيتارات هي شكل من الأشكال الغير اعتيادية والغريبة جدا من النجوم النيوترونية، فهي كثيفة للغاية (كمية ملعقة شاي من مادة النجم تبلغ كتلتها بلايين الأطنان) كما إنها تملك حقول مغناطيسية ضخمة للغاية، وسطوح الماغنيتار تطلق كميات كبيرة من أشعة غاما عندما تخضع لعملية إعادة ضبط فجائي تعرف باسم الزلزال النجمي Starquake والذي هو نتيجة لإجهاد وضغط كبير على قشرته الخارجية.

العنقود النجمي (Westerlund 1) والذي يبعد عنا 16000 سنة ضوئية ويقع في جنوب كوكبة المجمرة The Alter والتي يتموضع فيها واحد من أربعة وعشرون من الماغنيتارات المعروفة في مجرة درب التبانة و يدعى (CXOU J164710.2-455216) والذي طالما شكل حيرة وإرباك كبيرين للفلكيين.

ويقول Simon Clark المشرف على هذه الورقة البحثية بأن أبحاثهم السابقة أظهرت أن ذلك الماغنيتار يجب أن يكون قد ولد نتيجة موت إنفجاري لنجم أضخم من الشمس بأربعين مرة، وهذا هو لب مشكلتنا الحالية، فالنجوم الضخمة وكما هو متوقع يجب أن تنهار لتشكل ثقوب سوداء بعد موتها وليس نجوم نيوترونية، حيث لم ندرك حينها الكيفية التي أصبح النجم بها ماغنيتار.

الفلكيون اقترحوا حل لهذا اللغز. هم اقترحوا بأن ذلك الماغنيتار تشكل من خلال تأثير متبادل بين نجمين ضخمين جدا يدوران حول بعضهما البعض ضمن نظام مدمج يدعى بالنظام الثنائي Binary system ، لكن حتى الآن لم يتم اكتشاف أي قرين نجمي ضمن مكان تموضع الماغنيتار في العنقود (Westerlund 1) ، لذلك قام الفلكيون باستعمال التلسكوب VLT للبحث عن ذلك القرين ضمن أجزاء أخرى من العنقود، وقاموا بمطاردة النجوم الهاربة والتي هي عبارة عن أجسام هاربة من العنقود بسرعة كبيرة حيث إنها قد طردت خارج المدار عن طريق انفجار السوبرنوفا الذي نتج عنه الماغنيتار، وتم العثور على النجم المراد والذي يعرف باسم (Westerlund 1-5) .

ويضيف Ben Ritchie المؤلف المشارك في الورقة البحثية بأن السرعة الهائلة لهذا النجم ليست هي المتوقعة فقط فيما لو كان مرتدا عن انفجار سوبرنوفا، بل إن تركيب كتلته المنخفضة ولمعانه البراق ومكوناته الغنية بالكربون، كل ذلك يظهر بأنه من المستحيل أن يكون ذلك النجم هو نجم مفرد عادي، بل إن ما سبق يعطي دليل دامغ على انه كان قد تشكل بالأصل على هيئة قرين ضمن نظام نجمي ثنائي.

هذا الاكتشاف يسمح للفلكيين بإعادة صياغة قصة حياة النجوم، والتي تجيز للماغنيتار بأن يتشكل في المكان الذي كان من المتوقع إن يتشكل فيه الثقب الأسود.

ففي المرحلة الأولى من هذه العملية يبدأ النجم ذو الضخامة الأكبر في النظام النجمي الثنائي باستنفاذ وقوده، ومن ثم نقل طبقاته الخارجية نحو القرين الأقل ضخامة (أي يُعد نفسه ليصبح ماغنيتار) ما يسبب ذلك بدورانه بسرعة أكبر فأكبر، هذا الدوران الخاطف هو عامل جوهري في تشكل الماغنيتارات ذات الحقول المغناطيسية فائقة الشدة. وفي المرحلة الثانية وكنتيجة لعملية نقل الكتلة فإن القرين نفسه يصبح ضخم جدا، حيث تنسكب منه كمية كبيرة من الكتلة التي كان قد اكتسبها مؤخراً، والكثير من تلك الكتلة يتم ضياعها لكن بعضها يعود مرة أخرى نحو النجم الذي لازلنا نراه مشرقا حتى يومنا هذا والذي هو (Westerlund 1-5) .

ويختم عضو الفريق Francisco Najarro بأن هذه العملية من مقايضة للمادة هي التي تمنح الميزة الكيميائية الفريدة للنجم (Westerlund 1-5) وتسمح لكتلة قرينه بأن تنكمش إلى مستويات منخفضة كافية لولادة الماغنيتار بدلا من الثقب الأسود.

وكما يبدو فإن وجود زوج نجمي هو عامل جوهري في وصفة تشكل الماغنيتار، كما أن الدوران الخاطف والناشئ عن انتقال الكتلة بين النجمين هو ضروري لإحداث حقل مغناطيسي فائق الشدة، ومن ثم فإن المرحلة الثانية من نقل الكتلة تسمح للنجم المشكل للماغنيتار بأن يخفض بشكل فعال من ضخامته وبالتالي فإنه لا ينهار إلى ثقب أسود عند لحظة موته.

المصادر:

هنا