نجوم مغناطيسية قوية قد تفتح مجالا لثقوب سوداء صغيرة

أقوى نجم مغناطيسي في الكون قد يكون له حياة أقصر من المتوقع!
تم تقصي أربعة انفجارات ساطعة سابقًا هذا العام، وقد يكون السبب وراءها انفجار النجوم المغناطيسية وانهيارها متحولة إلى ثقوب سوداء.
دراسات حديثة تشير إلى أن الإشعاعات التي صدرت قد تكون ناتجة عن انهيار نجوم كثيفة في نهاية حياتها، مشكلة ثقوبًا سوداء صغيرة.
عندما يبلغ نجم نهاية حياته، يمكنه أن يوجه طبقاته الخارجية إلى انفجارات سوبر نوفا رائعة، تاركًا خلفه كتلة نجم نيوتروني، وهو كائن بحجم مدينة ولكن بكتلة تعادل كتلة الشمس، حيث يزن النجم النيوتروني ما يعادل 2.25 إلى 2.7 مرة من كتلة الشمس، ويتوجب عليه الدوران حتى لا ينهار مباشرة إلى ثقب أسود.

إذا حدث وانبعثت من النجوم النيوترونية حقول مغناطيسية قوية، تدعى حينئذ النجوم المغناطيسية، مع حقل مغناطيسي أقوى بـ 1000 تريليون مرة من حقول الأرض.
النجوم المغناطيسية تمتلك أقوى الحقول المغناطيسية من كل الأجسام في الكون، ولكن هذه الحقول المغناطيسية يمكنها أن تولد الفرامل لأي دوران على شكل موجات يولدها الحقل تستطيع حمل الطاقة بعيدًا.
يقول “تاكاشي موريا” – عالم فلك في المرصد الفلكي الوطني في اليابان -: “إذا تمغنط نجم نيوتروني بشدة كما في النجوم المغناطيسية، سيخسر النجم النيوتروني الطاقة الدورانية عبر الأمواج الكهرومغناطيسية؛ وبالتالي سوف يبطأ، وستكون حركته الدورانية في النهاية أقل مما يحتاجه ليدعم نفسه، وبالتالي سوف ينهار هذا النجم النيوتروني ليتحول إلى ثقب أسود”.

“فكرة ذكية”

عندما انفجرت أربع ومضات منذ عدة سنوات، حققت ميزات غير اعتيادية ليتم اعتبارها سوبر نوفا هائلة الإضاءة، ألا وهي انفجارات مضيئة للغاية غير مؤكدة المصدر.
عندما فحص موريا الانحناءات الناتجة عن ضوئها الذي يتعتم بشكل طردي، وجد أثرًا مشابهًا لما توقعه من النجوم المغناطيسية التي في طريقها لتصبح ثقوبًا سوداء، حيث أن الثقوب السوداء التقليدية تتشكل بعد ثوان معدودة من انفجار نجم السوبر نوفا، ولكن تشير النماذج إلى أنه قد تحتاج هذه الأجسام الأربعة ما يقارب اليوم لتحقيق عملية الانتقال، ووزن الثقوب السوداء الناتجة ما يعادل ضعف كتلة الشمس، مما يجعلها صغيرة الحجم للغاية.
يقول “لير أركافي” – طالب دراسات عليا في معهد وايزمان للعلوم في إسرائيل – : “هذه فكرة مذهلة”، حيث قاد أركافي فريقًا من العلماء الذين صنفوا تلك الأجسام الأربعة الغريبة على أنها سوبر نوفا هائلة الإضاءة، وأتبع قائلًا: “إن انهيار النجوم المغناطيسية متحولة إلى ثقوب سوداء وهي تخفف من دورانها إنما هو وسيلة نظيفة لإنتاج إشعاع عال، ولكن مع الانتباه للتطور السريع للسوبر نوفا”

وجد مورينا أنه سواءً تشكل الثقب الأسود مباشرة أو احتاج أن ينتظر إلى أن يتباطأ دوران النجم المغناطيسي فإنه يعتمد على حجم النجم النيوتروني المتشكل حديثا.
لولادة نجم نيوتروني في طور الاحتضار، يجب أن يزن النجم الأصلي أكثر بـ 10 مرات من كتلة الشمس على الأقل، وبشكل مشابه، النجم النيوتروني الناتج عن سرعة دوران عالية يجب أن يشكل ثقبًا أسودًا. وقال موريا: “يمكن أن يفضي ذلك إلى عملية تفضيلية تحدث في النجوم الأكثر ضخامة، حتى بين هذه السوبر نوفا المحتضرة”.

وقال موريا: “يمكن لهذه العملية أن تحدث فقط في النجوم المغناطيسية الهائلة، حيث أن النجم النيوتروني العادي يمتلك ما يعادل 1.4 كتلة شمسية، لذلك هذه النجوم المغناطيسية قد تكون نادرة للغاية”.
عبر أركافي عن بعض القلق فيما يتعلق بالتوقيت الذي يعتمد أساسًا على الكتلة التي يجب أن تمر بالإشعاع قبل أن تتجاوز الجسم، وقد دعا مزيج الإشعاعات المتطرفة للأجسام الأربعة وتطورها السريع بـ “قلب لغز الأحداث” لأن الأجسام الأكثر إشراقًا تميل إلى التطور الأكثر بطءًا.
وأتبع أركافي: “إن التزايد القصير في الوقت (كما لاحظنا) يعني كتلة صغيرة، والذي قد لا يعمل جيدًا مع الحاجة إلى خلق نجم مغناطيسي بكتلة أكبر في هذا السيناريو”.
لقد حدد فريق أركافي مبدئيًا هذه الأجسام الأربعة على أنها نوع (1.5) من السوبر نوفا، تولدت من قزم أبيض انفجر داخل سحابة سميكة من الهيدروجين.
على عكس النجوم النيوترونية، فإن الأقزام البيضاء تتشكل عندما ينهار نجم ذو كتلة صغيرة. حيث يمكن للأقزام البيضاء أن تشرح لنا الأثر غير المعتاد الذي خلقه أحد هذه الأجسام، ويحتمل أن يكون المتأين السيليكوني، أو المواد الناتجة عن اشتعال نجم ميت.
ومع ذلك، حيث أن أحدًا لم يضع نموذجًا للضوء المتدفق مما قد يبدو انفجار قزم أبيض، تبقى المضاربة تاركة الباب مفتوحًا لعملية تحول النجوم المغناطيسية إلى ثقب أسود.

حيث يقول أركافي: “إنها لفكرة ذكية”.
قد يكون تحديد عملية تحول النجوم المغناطيسية إلى ثقوب سوداء صعبًا، هذا ما ذكره موريا، حيث يتم التحديد سواء أكانت النجوم المغناطيسية سوبر نوفا هائلة الإضاءة أم لا، دون الأخذ بالاعتبار ما سينتج عن انهيارها.
ومع ذلك تظهر نماذج فريقه أن الضوء يتخامد أسرع بكثير فيها من الضوء الناتج من السوبر نوفا والذي يتم تغذيته من النجوم المغناطيسية ذات الكتلة الأقل والتي لا تخلق ثقوبًا سوداء جديدة.

ترجمة: مرح فضل مريم
تدقيق: يسر شيشكلي
المصدر