الهزات النجمية التي تحدث في النجوم النيوترونيّة قد تكون سببًا للانفجارات الراديوية الغامضة. حتى مع امتلاكها نواةً بمواد تُعد الأكثر كثافةً بعد الثقوب السوداء، لكنها على ما يبدو تمتلك قشرةً محيطيةً تتعرض لِلاهتزازات والزلازل.
عُثر على الدليل المؤيد لِفكرة كانت فيما مضى مُجرد افتراض بسيط هي أن تلك الانفجارات الراديوية السريعة FRBs قد تشكلت نتيجة تعرّض بعض النجوم النيوترونيّة لنوع من الاهتزازات والزلازل.
تُثير هذه الدراسة أيضًا شكوكًا حيال إيجاد تفسير آخر، الذي يقول إن الانفجارات قد تحدث نتيجة بعض الاندلاعات والتوهجات النجمية. فإذا أُكد هذا الارتباط فإن ذلك لن يزيد معرفتنا حول سلوك المادة الواقعة تحت الضغط الهائل فحسب، بل أيضًا حول الزلازل الأرضية أيضًا.
منذ نحو 16 عامًا اكتُشفت ظاهرة جديدة في البيانات الأرشيفية لِتلسكوب مُوريانغ الراديوي: نبضة راديوية قصيرة جدًا لم يُحدد مصدرها.
الآن وبعدما عرفنا ما الذي يجب البحث عنه، علمنا بوجود آلاف الانفجارات الراديوية FRBs التي تحدث يوميًا، الأمر الذي يجعل علماء الفلك أكثر حرصًا على فهم أسبابها.
في حين تغاضينا عن تلك النبضة في ظل ظواهر مؤقته أخرى، مثل الانفجارات النجمية العظمى (سوبرنوڤا) أو انفجارات أشعة غاما، إلا أن النبضات الراديوية السريعة FRB ما تزال تطلق طاقةً خلال مدة لا تتجاوز بضعة أجزاء من الثانية، أكثر مما تطلقه الشمس في أيام عدة.
من الواضح أن شيئًا واحدًا فقط بهذه القوة الهائلة بإمكانه التسبب في هذه الأحداث، الأمر الذي يثير السخرية من أولئك الذين يصرون بشدة على أن كل هذا الأحداث من فعل كائنات فضائية. في حين أن أغلب موجات FRBs تبدو فرديةً إلا أن العلماء قد حدّدوا العديد من المصادر المتكررة.
لا توجد أجسام كثيرة في الكون لديها القوة الكافية لإطلاق نبضة واحدة من نبضات FRBs إلا أن النجوم النيوترونية تُعد مرشحًا واضحًا لهذه الظاهرة، لاسيما النجوم ذات المغنطة العالية المعروفة باسم النجوم المغناطيسية.
مع ذلك، فإن مجرد إلقاء اللوم كله على النجوم النيوترونية، لا يوضح كيف يمكنها إطلاق FBRs.
يقول البروفيسور تومونوري توتاني من جامعة طوكيو في بيان له: «من الناحية النظرية، كان يُعتقد أن سطح النجم المغناطيسي مُعرض للزلازل والاهتزازات النجمية، الأمر الذي يؤدي إلى إطلاق طاقة مشابهة للزلازل على سطح الأرض».
لم يكن بحوزتنا الكثير من الدلائل حيال هذه القضية، إلى جانب أنها تُعد إحدى الآليات القليلة التي يمكن لعلماء الفلك تصوّرها. ومع تزايد عدد الاكتشافات لهذه الانفجارات السريعة المتكررة إلى الآلاف، انتهز العالم توتاني وطالب الدراسات العليا يويا تسوزوكي هذه الفرصة للبحث عن أنماط يمكن مقارنتها مع الأسباب المفترضة.
في حين حاول علماء آخرون إيجاد أنماط في بيانات الدفقات الراديوية السريعة FRBs المأخوذة من أوقات التوقف المتكرر بين انفجارات FRBs. وبحث كلٌ من توتاني وتسوزوكي في العلاقات بين مدى قوة انفجارات الطاقة والأمواج الاهتزازية التي تعقبها. فقط ثلاث دفقات راديوية متكررة لهذه الانفجارات، قد منحتهم عينةً مما يقرب من 7000 للعمل عليها.
إذن، بدلاً من أن تكون الأنماط عشوائيةً، أصبح نمط الانفجارات الكبيرة مقارنةً بالانفجارات الصغيرة يشبه إلى حد كبير بيانات الزلازل، لكنه لا يشبه التوهجات الشمسية على الإطلاق. يعد الأخير مهمًا، ذلك بسبب البحث في ارتباط انفجارات FRB بتوهجات النجوم الشديدة جدًّا.
يقول تُوتاني: «احتمال حدوث هزة ارتدادية بعد حدث واحد يتراوح بين 10 إلى 50 ٪. يتناقص معدل الهزات الارتدادية مع مرور الوقت مثل قوة الزمن، ويكون معدل الاهتزازات ثابتًا دائمًا حتى في حالة نشاط FRB الزلزالي. (المعدل المتوسط) يتغير بشكل ملحوظ، ولا يوجد أي ارتباط بين طاقات الصدمة الرئيسية وتوابعها من هزات ارتدادية».
جميع تلك الأنماط مألوفة لدى علماء الزلازل، نظرًا لعدد الأرواح المعرّضة للخطر. لذا أجرى العلماء اليابانيون مختلف التحليلات حول العلاقات التي تربط بين الزلازل، إذ لاحظ توتاني وتسوزوكي تشابهًا بين ما توصلوا إليه من نتائج، وبيانات الزلازل في خمس مقاطعات يابانية.
على الجانب الآخر، فإن هذه العلاقات بين انفجارات الإشعاع فوق البنفسجي السريع FRB لا تشابه على الإطلاق العلاقات بين التوهجات الشمسية.
وجد توتاني وتسوزوكي أن النتائج التي توصّلا إليها تُعد دليلًا على أن بعض النجوم النيوترونية على الأقل تمتلك قشرةً صلبةً تغلف تكوينها الداخلي فائق الكثافة. إضافةً إلى اعتقادهما بأن حركة القشرة الأرضية مثل حركة الصفائح المتداخلة، يمكن أن تطلق دفقات من الطاقة يمكن رصدها على شكل انفجارات الإشعاع فوق البنفسجي السريع FRBs. وقد تكون تلك الحركات مدفوعةً بقوى الجاذبية التي تنتج عن الاقتراب من النجوم المرافقة.
مع عينة مكونة فقط من ثلاث إشعاعات فوق البنفسجية السريعة المتكررة FRB، لا يعلم هذان العالمان ما إذا كانت رؤيتهما تعكس طريقة حدوث جميع الإشعاعات فوق البنفسجية السريعة، أم أنها فقط مجرد مثال غير ممثل لتلك الظاهرة.
يضيف توتاني: «لقد فتحت اهتزازات النجوم النيوترونية أبوابًا جديدةً لإمكانية اكتساب رؤىً جديدة حول المواد عالية الكثافة والمبادئ الرئيسية للفيزياء النووية».
على الرغم من أهمية هذا الموضوع بالنسبة لعلماء الفيزياء النظرية يأمل هذان العالمان أيضًا أن يساهما في تحسين فهمنا للزلازل، وبالتالي قدرتنا على التنبؤ بموعد وقوعها.
اقرأ أيضًا:
رصد نوع جديد من النجوم النابضة في مجرتنا
ترجمة: زين العابدين بدور
تدقيق: منال توفيق الضللي
