عظیم ترین میدان مغناطیسی جهان توسط ستاره شناسان کشف شد

این روزها اخبار داغ زیادی از علم نجوم به گوش می‌رسد که یکی از آن‌ها کشف عظیم‌ترین میدان مغناطیسی اطراف یک ستاره نوترونی است.

در کهکشان راه شیری و در فاصله‌ی ۲۲ هزار سال نوری از زمین، یک ستاره با نیروی مغناطیسی باورنکردنی حکمرانی می‌کند و دانش فیزیکدانان راجع به میدان مغناطیسی فضایی و هرچه از آن می‌دانند را به چالش کشیده است.

تپ اختری (ستاره نوترونی) به نام «سوئیفت J۰۲۴۳,۶+۶۱۲۴» با میدان مغناطیسی ۱.۶ میلیارد تسلا، رکوردهای قبلی (۱ میلیارد تسلا) را که در اختیار تپ اخترهای GRO J۱۰۰۸-۵۷ و ۱A ۰۵۳۵+۲۶۲ قرار داشت، جابه جا کرده است.

برای درک بهتر این عدد باید بگوییم که آهنربای تزیینی که به یخچال‌ها وصل می‌شود، حدود ۰,۰۰۱ تسلا میدان مغناطیسی ایجاد می‌کند. دستگاه‌های MRI قدرتمند موفق می‌شوند نت به حدود ۳ تسلا برسند.

چند سال پیش، مهندسان برای دستیابی به عدد قابل احترام ۱۲۰۰ تسلا، مورد تقدیر قرار گرفتند و توانستند این میدان را در حد یکبار پلک زدن (تنها ۱۰۰ میکروثانیه) حفظ کنند.

بنابراین بدیهی است که ۱,۶ میلیارد تسلا از لحاظ فیزیکی به شدت شگفت انگیز و نایاب تلقی می‌شود؛ رقمی که تنها توسط اجرام عظیمی که به حد غیرقابل درکی فشرده شده‌اند و با سرعت‌هایی باورنکردنی می‌چرخند، قابل دستیابی است؛ آنقدر سریع که الکترون‌ها را به شتابی مضحک می‌رساند.

Swift J۰۲۴۳,۶+۶۱۲۴ قبلا به عنوان ستاره‌ای مهم، در خور توجه شناخته می‌شد. یکی از اجرام سنگین کیهانی و فوق فشرده که به عنوان تپ اختر شناخته می‌شود و تنها منبع پرتو ایکس در کهکشان ما است که در دسته فوق درخشان قرار می‌گیرد.

همچنین این ستاره، تنها نمونه از یک تپ اختر پرتو ایکس با یک ستاره همراه از نوع Be در کهکشان راه شیری است که به سرعت آن را تغذیه می‌کند تا فواره‌های ماده رادیویی را از قطب‌های خود تولید کند.

این ویژگی‌ها به تنهایی فرصتی منحصر به فرد در حیاط خلوت کهکشانی ما ایجاد می‌کنند و اخترشناسان نمی‌توانند از آن چشم‌پوشی کنند.

نحوه حرکت یک ستاره نوترونی در فضا

با این حال، اندازه‌گیری میدان مغناطیسی اجسام دوردست، دشوارتر از تصورتان است. به همان اندازه که این میدان‌ها قوی هستند، به همان سرعت هم ضعیف می‌شوند و در فواصل هزاران سال نوری، تقریبا غیرقابل تشخیص می‌شوند.

خوشبختانه می‌توان سرنخ‌هایی را در درخشش فوق‌العاده‌ی پرتوهای ایکس پخش شده از حرکت الکترون‌ها در مسیر مغناطیسی پیدا کرد؛ پدیده‌ای که به عنوان ویژگی «پراکندگی بازتابی سیکلوترون» شناخته می‌شود.

راه اندازی رصدخانه‌ی پرتو ایکس «Insight-HXMT» توسط چین در سال ۲۰۱۷، راهی را برای اخترشناسان و فیزیکدانان باز می‌کند تا از پدیده مذکور را در فواصل تشخیص دهند. موردی که در سال ۲۰۲۰ منجر به اندازه‌گیری انرژی‌های الکترون در میدان GRO J۱۰۰۸-۵۷ شد. خوشبختانه، فعالیت بی‌نظیر محققان چینی در Insight-HXMT منجر به کشف میدان مغناطیسی رکوردشکن Swift J۰۲۴۳,۶+۶۱۲۴ شد.

محققان آکادمی علوم چین، دانشگاه «سان یات سن» و دانشگاه توبینگن آلمان، داده‌ها را تجزیه و تحلیل کردند تا انرژی الکترون‌های این ستاره را بررسی کنند. نهایتا آن‌ها به عدد حیرت‌انگیز ۱۴۶ کیلو الکترون ولت دست یافتند. رکورد قبلی ۹۰ و ۱۰۰ کیلو الکترون در اختیار GRO و ۱A قرار داشت.

با توجه به اینکه Swift J۰۲۴۳,۶+۶۱۲۴ تنها تپ اختر پرتو ایکس فوق درخشان در کهکشان ما است، اندازه‌گیری دقیق میدان مغناطیسی آن به اخترشناسان کمک می‌کند تا ایده بهتری نسبت به آنچه در نزدیکی سطح آن رخ می‌دهد، داشته باشند.

تپ اختر Swift J۰۲۴۳,۶+۶۱۲۴ به عنوان ستاره‌ای نوترونی با اتم‌هایی فشرده و پیکربندی شده که فراتر از درک ما در زمین است. خواص مغناطیسی آن به حذف یا پشتیبانی از مدل‌های مختلفی کمک می‌کند که نحوه رفتار پوسته‌ی بسیار فشرده آن را توضیح می‌دهد.

ماهیت مغناطیسی ستاره‌ی نوترونی این احتمال را تایید می‌کند که میدان مغناطیسی آن شدیدا پیچیده است و از چندین قطب تشکیل شده است.

این اتفاق، یک پیروزی بزرگ برای اختر – فیزیکدانانی محسوب می‌شود که در تلاش برای درک اسرار یکی از عجیب‌ترین اجرام فضایی هستند. برای بقیه‌ی ما کافیست تا تصور کنیم که قدرت چسبندگی یک آهنربای ۱,۶ میلیارد تسلایی به یخچال‌مان چقدر است!