“وحش كوني حقيقي!”  التذبذبات العنيفة عالية التردد التي تم التقاطها في الانفجار العملاق لنجم نيوتروني
تذبذبات عالية التردد انفجار مغناطيسي

الائتمان: RUVID

تمكنت مجموعة علمية دولية بمشاركة بارزة من منطقة بلنسية من قياس التذبذبات لأول مرة في سطوع النجم النيوتروني – Magnetar – خلال أكثر لحظاته عنفًا. في عُشر ثانية فقط ، أطلق النجم المغناطيسي طاقة مكافئة لتلك التي أنتجتها الشمس في 100000 عام. تم إجراء المراقبة تلقائيًا ، دون تدخل بشري ، بفضل الذكاء الاصطناعي لنظام تم تطويره في مختبر معالجة الصور (IPL) بجامعة فالنسيا.

من بين النجوم النيوترونية ، تبرز الأجسام التي يمكن أن تحتوي على نصف مليون ضعف كتلة الأرض ويبلغ قطرها حوالي عشرين كيلومترًا ، مجموعة صغيرة بها أكثر المجالات المغناطيسية كثافة معروفة: النجوم المغناطيسية. هذه الأشياء ، التي لا يُعرف منها سوى ثلاثين قطعة ، تعاني من ثورات بركانية عنيفة لا تزال غير معروفة بسبب طبيعتها غير المتوقعة ومدتها بالكاد أعشار من الثانية. يعد اكتشافها تحديًا للعلم والتكنولوجيا.

نشر فريق علمي دولي بمشاركة متميزة من جامعة فالنسيا مؤخرًا في مجلة نيتشر دراسة تفصيلية لثوران نجم مغناطيسي: لقد تمكنوا من قياس التذبذبات – النبضات – في سطوع النجم المغناطيسي خلال أكثر لحظاته عنفًا. . هذه الحلقات هي عنصر حاسم في فهم الانفجارات المغناطيسية العملاقة. إنه سؤال نوقش منذ فترة طويلة خلال العشرين عامًا الماضية ولديه إجابة اليوم ، إذا كانت هناك تذبذبات عالية التردد في النجوم المغناطيسية.

يحتوي العمل على مساهمة ستة باحثين من جامعة فالنسيا ومشاركة إسبانية عالية – 15 عالمًا من إجمالي 41. “حتى في حالة عدم النشاط ، يمكن أن تكون النجوم المغناطيسية أكثر إضاءة من شمسنا بمئة ألف مرة ، ولكن في حالة الفلاش التي درسناها – GRB2001415 – الطاقة التي تم إطلاقها تعادل تلك التي تشعها شمسنا في مائة ألف عام ، “يشير الباحث الرئيسي ألبرتو جيه كاسترو تيرادو ، من IAA-CSIC.

يقول فيكتور ريجلرو ، أستاذ علم الفلك والفيزياء الفلكية في الأشعة فوق البنفسجية ، والباحث في مختبر معالجة الصور (IPL) ، المؤلف المشارك للمقال وأحد مهندسي ASIM ، الجهاز على متن محطة الفضاء الدولية التي اكتشفت الانفجار. “منذ ذلك الحين ، طورنا عملاً مكثفًا للغاية لتحليل البيانات ، منذ أن كانت 10 سنوات16 نجم نيوتروني غاوس ويقع في مجرة ​​أخرى. وحش كوني حقيقي! ” ملاحظات Reglero.

https://www.youtube.com/watch؟v=nEJbSrQ2cPA

يعتقد المجتمع العلمي أن الانفجارات في النجوم المغناطيسية قد تكون بسبب عدم الاستقرار في غلافها المغناطيسي أو إلى نوع من “الزلازل” التي تنتج في قشرتها ، وهي طبقة صلبة ومرنة يبلغ سمكها حوالي كيلومتر واحد. يشرح ألبرتو ج.

وفقًا للدراسة المنشورة الآن في Nature ، فإن التذبذبات المكتشفة في الاندفاع تتوافق مع الانبعاث الناتج عن التفاعل بين موجات ألفين ، التي تمتص القشرة طاقتها بسرعة. وهكذا ، في غضون بضعة أجزاء من الألف من الثانية ، تنتهي عملية إعادة الاتصال المغناطيسي ، وبالتالي تنتهي أيضًا النبضات المكتشفة في GRB2001415 ، والتي اختفت بعد 3.5 مللي ثانية من الانفجار الرئيسي. أتاح تحليل هذه الظاهرة تقدير حجم الانفجار البركاني الذي كان مماثلاً أو حتى أكبر من حجم النجم النيوتروني نفسه.

خوارزميات جامعة فالنسيا تلتقطها دون تدخل بشري

تم الكشف عن الثوران بواسطة أداة ASIM الموجودة على متن محطة الفضاء الدولية (ISS). كان ASIM ، حيث تشارك جامعة فالنسيا ، الوحيد من بين التلسكوبات السبعة القادرة على تسجيل المرحلة الرئيسية للثوران في نطاق طاقته الكاملة دون التعرض للتشبع. تمكن الفريق العلمي من حل الهيكل الزمني للحدث ، وهي مهمة معقدة حقًا تضمنت أكثر من عام من التحليل لمدة ثانيتين فقط تم خلالها جمع البيانات.

مراقب تفاعلات الفضاء الجوي (ASIM) هي مهمة تابعة لوكالة الفضاء الأوروبية طورتها الدنمارك والنرويج وإسبانيا ، والتي تعمل في محطة الفضاء الدولية منذ عام 2018 تحت إشراف الباحثين تورستن نيوبيرت (الجامعة التقنية في الدنمارك) ، نيكولاي أوستجارد (جامعة بيرغن. ، النرويج) وفيكتور ريجليرو (جامعة فالنسيا ، إسبانيا) ، اللذان يشكلان الفريق العلمي للمرافق ASIM.

هدف ASIM هو مراقبة الظواهر العنيفة في الغلاف الجوي للأرض من بصري إلى أشعة جاما عند 40 ميغا إلكترون فولت ، وهو نشاط كان التلسكوب ينفذه منذ يونيو 2018 ، بعد أن اكتشف بالفعل 1000 ثوران لأشعة غاما. يوضح فيكتور ريجلرو: “نظرًا لأن هذه الظواهر لا يمكن التنبؤ بها ، يقرر ASIM بشكل مستقل تمامًا عند حدوث شيء ما ويرسل البيانات إلى المراكز المختلفة لمركز بيانات العلوم في كوبنهاغن وبيرغن وفالنسيا”.

كان اكتشاف التذبذبات شبه الدورية في GRB2001415 تحديًا كبيرًا من وجهة نظر تحليل الإشارة. تكمن الصعوبة في قصر الإشارة ، التي تتلاشى اتساعها بسرعة وتصبح جزءًا لا يتجزأ من ضوضاء الخلفية. وبما أنه مرتبط بالضوضاء ، فمن الصعب التمييز بين إشارته “، حسب تفاصيل Reglero. إن ذكاء النظام الذي طورناه في جامعة فالنسيا هو ما سمح ، جنبًا إلى جنب مع تقنيات تحليل البيانات المتطورة ، باكتشاف هذه الظاهرة المذهلة.

على الرغم من اكتشاف هذه الانفجارات بالفعل في اثنين من الثلاثين نجمًا مغناطيسيًا معروفًا في مجرتنا وفي بعض المجرات القريبة الأخرى ، فإن GRB2001415 سيكون أكثر ثوران مغناطيسي بعيدًا تم التقاطه حتى الآن ، حيث كان في مجموعة المجرات Sculptor حوالي ثلاثة عشر مليون سنة ضوئية. يقول ريجليرو: “من منظور المنظور ، كان الأمر كما لو أن النجم المغناطيسي يريد أن يشير إلى وجوده لنا من عزلته الكونية ، وهو يغني في كيلوهرتز بقوة بافاروتي من مليار شمس”.

وفقًا لمؤلفي الورقة المنشورة الآن في طبيعة سجية، قدم هذا الاندفاع عنصرًا حاسمًا في فهم كيفية إنتاج الضغوط المغناطيسية داخل وحول نجم نيوتروني. ستساعد المراقبة المستمرة للمغناطيسات في المجرات القريبة على فهم هذه الظاهرة ، كما ستمهد الطريق لفهم أفضل للانفجارات الراديوية السريعة ، وهي حاليًا واحدة من أكثر الظواهر الغامضة في علم الفلك.

المرجع: “اهتزازات عالية التردد للغاية في القمة الرئيسية لشعلة عملاقة مغناطيسية” بقلم AJ Castro-Tirado ، N. Østgaard ، E. Gögüs ، C. Sánchez-Gil ، J. Pascual-Granado ، V. Mezentsev، M. Gabler، M. Marisaldi، T. Neubert، C. Budtz-Jorgensen، A. Lindanger، D. Sarria، I. Kuvvetli، P. Cerdá-Durán، J. Navarro-González، JA Font، B. – ب. Zhang، N. Lund، CA Oxborrow، S. Brandt، MD Caballero-García، IM Carrasco-García، A. Castellón، MA Castro Tirado، F. Christianen، CJ Eyles، E. Fernández-García، G. Genov، S. Guziy ، Y.-D. هو ، أ.نيكيسا جيلبنزو ، إس بي باندي ، Z.-K. Peng، C. Pérez del Pulgar، AJ Reina Terol، E. Rodríguez، R. Sánchez-Ramírez، T. Sun، K. Ullaland and S. Yang، 22 December 2021، طبيعة سجية.
DOI:

التعليقات

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني.