ناسا تراقب نجماً نيوترونياً يبتلع رياح نجم أزرق عملاق، لأن الفضاء على ما يبدو لا يعرف الهدوء

رصد astronomers مباشرة تدفق نجم عملاق - رياح نجمية - يتم التقاطها بواسطة رفيقه المدمج، الذي يستخدم بعد ذلك المسروقات لتوليد توهجات قوية بالأشعة السينية. استخدم البحث، الذي يعد جزءاً من جهد ناسا المستمر لفهم كيفية عمل الكون (ولتذكيرنا بأن مشاكلنا صغيرة)، بيانات من مرصد XRISM (مهمة التصوير والتحليل الطيفي بالأشعة السينية) بقيادة اليابان.

قال روي راهين، باحث في جامعة ماريلاند، مقاطعة بالتيمور (UMBC) ومركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا في غرينبلت، ماريلاند: "لم نشهد من قبل مؤشرات واضحة على سقوط بلازما الرياح على جسم مدمج. يمكننا الآن اختبار فهمنا لهذه العمليات بتفصيل أكبر بكثير". نُشرت النتائج يوم الجمعة في مجلة Science Advances.

النظام المعني هو BP Crucis، وهو نظام ثنائي بالأشعة السينية عالي الكتلة يقع على بعد حوالي 13,000 سنة ضوئية في كوكبة الصليب الجنوبي. النجم الأساسي، Wray 977، هو عملاق فائق أزرق تبلغ كتلته حوالي 40 ضعف كتلة الشمس وحجمه 60 ضعف حجمها. إنه كبير وساخن ومضيء لدرجة أن الغاز المتأين يتدفق باستمرار بعيداً عنه - وهي ظاهرة يسميها astronomers الرياح النجمية، لأن "ضرطة الفضاء العملاقة" لم تجتز مراجعة الأقران.

الرفيق هو نجم نيوتروني صغير لكنه قوي يُدعى GX 301-2. إنه قلب نجم منهار انفجر منذ زمن طويل كمستعر أعظم، ويحتوي على كتلة أكبر من كتلة الشمس في كرة يبلغ قطرها حوالي 12 ميلاً (20 كيلومتراً). يدور كل 11 دقيقة، ويكنس شعاعاً من الأشعة السينية نحو الأرض، مما يجعله نجمًا نابضًا - أكثر منارة إنجازًا في الكون.

مرتين خلال مدار النجم النابض الذي يستغرق 41.5 يومًا، بالقرب من أقرب وأبعد نقاطه عن النجم الأساسي، تحدث توهجات قوية بالأشعة السينية لعدة أيام. يعتقد astronomers أن تأثير الجاذبية للنجم النابض على النجم يخلق تيارًا كثيفًا بشكل خاص من البلازما. تحدث التوهجات عندما يعبر النجم النابض هذا التيار ويلتقط بعضًا من مادته. تحدث أقوى الانفجارات بالقرب من النجم، حيث يكون التيار أكثر كثافة.

استهدفت researchers النظام باستخدام XRISM في 1 فبراير 2025، وراقبوه لمدة 16 ساعة تقريبًا بالقرب من نهاية أحد هذه التوهجات الأقوى. التقط أداة Resolve في المرصد، التي طورتها ناسا وJAXA (وكالة استكشاف الفضاء اليابانية) بشكل مشترك، أطيافًا عالية الدقة للأشعة السينية، كاشفة عن خطوط انبعاث وامتصاص سريعة التغير. على وجه الخصوص، كشفت خطوط الامتصاص من الحديد عالي التأين عن سرعة واتجاه البلازما القريبة نسبيًا من النجم النابض.

عندما رأى راهين هذه الأطياف لأول مرة، أدرك أنه لم ير شيئًا مثلها من قبل. بحث في الأدبيات العلمية عن ملاحظات مماثلة وخرج خالي الوفاض - وهو شعور مألوف لأي شخص حاول العثور على سباك محترم.

قالت ناظمة إسلام، وهي مؤلفة مشاركة سابقة في UMBC وناسا جودارد والآن أستاذة مساعدة في مركز مانيبال للعلوم الطبيعية، الهند: "كان واضحًا أن هذه الملاحظات كانت رائدة، لكن في الوقت نفسه يعني هذا أن التحليل يجب أن يكون مفصلًا بشكل خاص. يمكننا رؤية كيف يتصرف التيار الكثيف من البلازما قريبًا جدًا من النجم النيوتروني".

يظهر راهين وفريقه أن خطوط امتصاص الحديد التي لاحظوها منزاحة إلى طاقات أقل مما ستكون عليه إذا قيست في مختبر. هذا الانزياح، المسمى الانزياح الأحمر، يشير إلى حركة بعيدًا عن المراقب، مما يعني أن الغاز يتدفق نحو النجم النابض. يشير مدى الانزياح الأحمر إلى سرعة البلازما. يشير تحليل الفريق إلى أن الغاز يتسابق نحو النجم النابض بسرعات تبلغ حوالي 335,000 ميل في الساعة (540,000 كم/ساعة) - أسرع بنحو 100 مرة من رصاصة، أو رحلة صباح الاثنين.

إليك ما يعتقد researchers أنه يحدث: عندما يدخل النجم النابض التيار، فإنه يكنس الغاز إلى قرص سميك وفوضوي ومضطرب. يتصاعد هذا الغاز لأسفل نحو النجم النابض، ويسخن، وينبعث منه أشعة سينية لتوليد التوهجات. بينما يدفع النجم النابض أعمق في التيار، ينهار القرص المضطرب. يشتبه astronomers في أنه بينما يتحرك النجم النابض بشكل أكثر مباشرة في التدفق، لم يعد التيار لديه