يرتبط ظهور الإشارات الراديوية من النجوم النابضة بإبادة المادة والمادة المضادة

يرتبط ظهور الإشارات الراديوية من النجوم النابضة بإبادة المادة والمادة المضادة
يرتبط ظهور الإشارات الراديوية من النجوم النابضة بإبادة المادة والمادة المضادة
Anonim

اكتشف علماء الفيزياء الفلكية أن التوهجات الراديوية الدورية الصادرة عن النجوم النابضة - النجوم النيوترونية الدوارة - كانت مرتبطة بدورة مستمرة لظهور وتدمير جسيمات المادة والمادة المضادة في غلافها المغناطيسي. تم نشر مقال يصف الدراسة في المجلة العلمية Physical Review Letters.

أوضح أحد مؤلفي الدراسة أن "هذه العملية تشبه إلى حد ما الطريقة التي يولد بها البرق. ينتج عن التفريغ المفاجئ للكهرباء العديد من الإلكترونات والبوزيترونات ، بسبب التفاعلات التي تتشكل منها الموجات الكهرومغناطيسية ، على غرار وهج البرق". عالم فيزياء فلكية من معهد فلاتيرون (الولايات المتحدة الأمريكية) ألكسندر فيليبوف.

النجوم النابضة هي نوع خاص من النجوم النيوترونية ، بقايا انفجار مستعر أعظم ، مع حزم ضيقة من موجات الراديو وأشكال أخرى من الإشعاع الكهرومغناطيسي المنبثقة من أقطابها. عادةً ما تدور النجوم النابضة "حديثي الولادة" بسرعة كبيرة ، لكنها تتباطأ تدريجيًا ، وتنفق طاقة دورانية للإشعاع.

على الرغم من حقيقة أن العلماء يعرفون عن وجود عدة آلاف من النجوم النابضة في كل من مجرة درب التبانة والمجرات المجاورة ، إلا أن العديد من خصائصها تظل لغزًا لعلماء الفيزياء الفلكية ، على وجه الخصوص ، بنية وخصائص المادة ، وكذلك آلية مشاعل الراديو في أقطابهم.

يتكهن العلماء الآن أن هذه الإشارات ناتجة عن عملية تحول الطاقة الدورانية للنجوم النابضة إلى حزم من الموجات الكهرومغناطيسية التي تنبعث بالقرب من الأقطاب المغناطيسية لنجم نيوتروني. كيف تعمل هذه الآلية بالضبط ، لا يستطيع علماء الفلك والفيزياء التأكد بعد من ذلك. لكنهم يقترحون أن هذه العملية مرتبطة بالمجالات الكهربائية والمغناطيسية فائقة القوة التي يولدها النجم النيوتروني.

الدورة الكونية للحياة والموت

اقترح فيليبوف وزملاؤه تفسيرًا جديدًا لكيفية ظهور هذه الإشارات. قام العلماء بحساب كيفية تصرف البلازما عندما تدخل المنطقة المجاورة مباشرة لسطح النجم النابض ، حيث تهيمن المجالات المغناطيسية والكهربائية القوية بشكل خاص. إنها تسرع الإلكترونات والجسيمات المشحونة الأخرى من هذه البلازما وتجعلها تتحرك بسرعة تقترب من سرعة الضوء.

لهذا السبب ، تطلق الجسيمات باستمرار رشقات من أشعة جاما عالية الطاقة. بسبب المجالات المغناطيسية والكهربائية القوية ، تتحول فوتونات هذا الإشعاع بشكل دوري إلى مادة ومادة مضادة ، وأزواج من الإلكترونات والبوزيترونات.

بعد فترة ، تقترب هذه الجسيمات من بعضها البعض وتدمر نفسها ، مما يؤدي إلى تكوين فوتونات جديدة وحلقات عملية. كما تُظهر حسابات علماء الفيزياء الفلكية ، نتيجة لذلك ، تنشأ اضطرابات خاصة في البلازما ، مما يؤدي في النهاية إلى تذبذب المجال الكهربائي للنجم النابض. لهذا السبب ، تحدث تلك التوهجات الراديوية الدورية ، والتي يتم تسجيلها بواسطة التلسكوبات الراديوية الأرضية والفضائية.

في المستقبل القريب ، يخطط العلماء لإنشاء نموذج أكثر تفصيلاً من شأنه أن يصف أصل هذه التذبذبات في المجال الكهربائي للنجم النيوتروني ، بحيث يمكن استخدامه لاختبار هذه النظرية بشكل تجريبي ، عند مراقبة النجوم النابضة.

إذا كان من الممكن القيام بذلك ، فسيكون علماء الفيزياء الفلكية قادرين على فهم كيفية نشوء ما يسمى بـ "مواطن الخلل" - هزات حادة في سرعة دوران النجم النابض. من المفترض أنها مرتبطة بعمليات داخلية غير معروفة لنا حتى الآن في أعماق هذه النجوم الميتة. إذا عرف العلماء طبيعتهم ، يمكنهم تحسين دقة أنظمة الملاحة في المركبات الفضائية ، التي تستخدم النجوم النابضة كمعالم.

موصى به: