مقبره های کیهانی

تمام دانش ستاره شناسی از زمانیکه گالیله اولین مشاهداتش را با تلسکوپ انجام داد تا دهه ۱۹۳۰ و پیشرفتهایی که بدست آمد، توسط تلسکوپهای نوری محقق شده بود. با وجود این مطلب، بخش اعظم چهره جهان از دید ما مخفی بود.
در اواخر دهه ۱۹۴۰، اوایل دهه ۱۹۴۵ پیشرفت در دانش جدید رادیواخترشناسی(Radioastronomy) پنجره جدیدی را به جهان باز کرد. برای اولین بار انسانها قادر بودند که جهان نامرئی را مطالعه کنند. کشف اجرام جدید، هنگامی که اغلب در نور مرئی قابل رؤیت نیستند، و پیدا کردن آنچه که ستاره های عادی به نظر می رسند، بجای اجرام بسیار دور در جهان که کوازار یا اختر نما نامیده شدند، نتایج این روش جدید رصد آسمان بود.
کشف امواج زمینه ی کیهانی، به وسیله یک تلسکوپ رادیویی، از بزرگترین کشفیات قرن گذشته و یا هر قرنی است. این امواج باقیمانده ی بزرگترین انفجار عالم، یا همان انفجار بزرگ (Big Bang) می باشد.
● ستارگان نوترونی و تابش تپهای رادویی
امواج رادیویی توسط اتم هیدروژن با طول موج cm ۲۱ ساطع می شود. منجمان رادویی با مطالعه امواج cm ۲۱، توده های کهکشانی را اندازه گیری و به مطالعه ساختار جهان کمک می کنند. تمام این کشفیات شگفت آور می تواند موضوع کتاب دیگری باشد. در اینجا من فقط اشاره می کنم که سحابی خرچنگ یکی از درخشنده ترین منابع رادیویی در آسمان است.
در اواخر ۱۹۶۷ ژاکلین بل که یکی از دانشجویان آنتونی هویش در کمبریج انگلستان بود، مشغول به کار شد. او اشیائی جدید و استثنایی را با استفاده از یک رادیو تلسکوپ با ساختمانی مخصوص برای مطالعه خواص اخترنماهای دور دست کشف کرد. وی تشخیص داد تپهایی (پالس) رادیویی از یک جهت خاص در آسمان به سوی ما می آیند.
وی به زودی دریافت که این تپ های رادیویی منظم، نمی توانند علامتهایی از تمدنهای احتمالی در دوردست باشند. این موضوع البته بجای اینکه باعث ناامیدی آنها باشد، سبب ایجاد ارتباط با بعضی پدیده های ناشناخته طبیعی شد که به زودی تپ اختر نام گرفتند.
کار تحقیقاتی به سرعت به این نتیجه منتهی شد که تپ اخترها، همان ستاره های نوترونی هستند. اشیایی که بیشتر مناسب داستانهای علمی هستند. یک ستاره نوترونی مواد را تا حد زیادی فشرده می کند و موجب چگال شدن آنها می شود، درست مانند هسته اتمها. اگر ما زمین را فشرده کنیم تا به این چگالی برسیم اندازه آن متناسب با یک استادیوم فوتبال می شود. یا مثلا تصور کنید، اگر جمعیت میلیاردی زمین را در یک قوطی کنسرو ساردین فشرده کنیم، وزن آن همان مقداری می شود که اگر آن قوطی را با مواد یک ستاره نوترونی پر نمایید. در نتیجه مواد یک ستاره ی نوترونی بسیار بسیار فشرده است.
این اتفاق در هسته ی فشرده ی یک ستاره که به مرحله ی ابرنواختر رسیده است، می تواند بیافتد. ستاره نوترونی کوچک است و حدود ۱۶ کیلومتر قطر، اما جرمی به اندازه ی خورشید دارد! جرم خورشید تقریباً ۰۰۰/۳۳۰ برابر جرم زمین است. پس یک ستاره ی نوترونی مثل این است که ۳۳۰۰۰۰ تا زمین را در کره ای به قطر ۱۶ کیلومتر فشرده کنیم!
ستاره نوترونی گردش سریعی دارد که بخاطر جمع شدن چرخش هسته این ستاره است. و شبیه رفتار کسی است که بر روی یخ اسکی می کند و چرخشش هنگامی که بازوانش را جمع می کند بسیار سریعتر می شود.
در سال ۱۹۶۸ هنگامی که تپ اختری با سرعتی حیرت آور نزدیک به ۳۰ بار در ثانیه، در اعماق سحابی خرچنگ کشف شد، منجمین مطمئن شدند که تپ اخترها از بقایای ابرنواخترها متولد می شوند. این تپ اختر به دشواری در اعماق سحابی شناسایی شد که نشان می داد باید در مرکز انفجار بوده باشد.
در ادامه خواهید دید که این ستاره های نوترونی با چه ابزاری کشف شده اند.

 

پاسخ : مقبره های کیهانی

● ستارگان نوترونی مغناطیسی
ستارگان نوترونی، باقی مانده ی ستارگان پرجرمی هستند (۵۰ ۱۰برابر جرم خورشید) که دچار رمبش(فروریزش) شده اند.
● بسیار پر چگال و بسیار پر انرژِی!
بیشتر آنها تنها در حدود ۲۰ کیلومتر قطر دارند، اما آنقدر فشرده اند که یک قاشق چایخوری از ماده ی موجود در ستاره نوترونی بیش از ۱۰۰ میلیون تن وزن دارد! دو خصوصیت دیگر که ستارگان نوترونی بر اساس آن طبقه بندی می شوند ،میدان مغناظیسی بسیار قوی و چرخش سریع آنهاست.دسته ای از ستارگان نوترونی وجود دارند(ستارگان نوترونی مغناطیسی) که دارای میدانهای مغناطیسی بسیار قوی ، تقریبا ۱۰۰۰ برابر ستارگان نوترونی معمولی می باشند و همین ویژگی موجب شده تا این دسته از ستارگان را قوی ترین آهن ربا ها در عالم بنامند.
اما اخترشناسان در مورد چگونگی و علت تابش این ستارگان در اشعه ایکس طیف نشری ، مطمئن نیستند.داده های به دست آمده از تلسکوپ ایکس.ام.ام نیوتن وابسته به آژانس فضایی اروپا و مشاهدات مداری انتگرال برای اولین بار و به منظور شناخت ویژگی های ستارگان نوترونی مغناطیسی در تابش اشعه ایکس مورد استفاده قرار گرفته اند.
تا کنون حدود ۱۵ ستاره نوترونی مغناطیسی کشف شده اند .۵ تا از آنها به طور تناوبی مقادیر کمی انرژی اشعه گاما در انفجارات بسیار کوتاه (۰.۱ ثانیه)و اشعه ایکس قوی آزاد می کنند.
این دسته از ستارگان ، با دیگر ستارگان نوترونی تفاوت دارند زیرا به نظر می رسد که میدان مغناطیسی داخلی آنها به اندازه کافی برای پیچاندن پوسته ستاره ای قوی باشد. مانند یک جریان مداری که توسط یک باتری غولپیکر تغذیه می شود ، این گره یا پیچش ، شرایطی را برای شکل گیری ابرهای الکترونی که پیرامون ستاره جریان دارند ، فراهم می کند. این شرایط ، با تابشی که از سطح ستاره می آید ، واکنش می دهد و پرتو ایکس تولید می کنند.

تصویری خیالی از از تلسکوپ ایکس.ام.ام نیوتن . تاکنون دانشمندان نتوانسته اند پیش بینی های خود را بیازمایند زیرا تولید چنین میدان های مغناطیسی قوی در زمین امکانپذیر نمی باشد.
برای درک هرچه بیشتر این پدیده فوق العاده ، گروهی به رهبری دکتر " ناندا ری " از دانشگاه آمستردام از تلسکوپ ایکس.ام.ام نیوتن برای جستجوی این ابرهای چگال الکترونی استفاده کردند
آنها شواهدی یافتند که نشان می دهد ابرهای الکترونی در واقع وجود دارند و موفق شدند چگالی این الکترون ها را که ۱۰۰۰ بار بیشتر از چگالی موجود در یک تپ اختر(پالسار) است ، اندازه گیری کنند. این گروه هم اکنون در تلاش است تا مدل های دقیق تری برای آشنایی بیشتر با رفتار ماده تحت نفوذ این میدانهای مغناطیسی قوی ارائه دهد.