ملخصات الأبحاث

تغيُّر الغلاف المغناطيسي لنجم "فيلا" النابض عند حدوث خلل

.J. Palfreyman et al
  • Published online:

تتباطأ سرعة دوران النجوم النابضة مع فقدانها للطاقة بصفة رئيسة على هيئة إشعاع مغناطيسي ثنائي القطب. في بعض تلك النجوم، تقطع هذا التباطؤ الدوراني أحداث تسارُع فجائية من وقت إلى آخر، يُطلق عليها حوادث خلل. ويُفترض أن الخلل هو بمثابة إطلاق هائل من الدوامة المحصورة يتيح حدوث تبادل في العزم الزاوي بين القلب الخارجي فائق الميوعة والقشرة. ويظهر هذا في صورة تغيُّر طفيف في معدل دوران النجم النيوتروني والغلاف المغناطيسي الذي يدور معه، ما يظهر في صورة تغير مفاجئ في توقيتات نبضات الموجات الراديوية المرصودة. وقد يكشف القياس ذو الاستبانة الزمنية العالية لكل من كثافة تدفق الخلل، واستقطابه، وأزمنة وصول نبضاته الفردية عن معادلة لحالة السائل الفائق القشري، ونسبة سَحْبه إلى رفعه، والمعاملات التي تصف احتكاكه بالقشرة، لكنْ لم يتسن تحقيق هذا حتى الآن، حيث تقع أحداث الخلل على نحو لا يمكن التنبؤ به.

يقدم الباحثون في البحث المنشور أرصادًا راديوية لنبضات فردية لأحد أحداث الخلل في نجم "فيلا" Vela النابض، الذي يبلغ تردد دورانه 11.2 هرتز. تم رصد الخلل في الثاني عشر من ديسمبر عام 2016، في تمام الساعة 11:36 بالتوقيت العالمي، في أثناء عمليات رصد متواصلة للنجم النابض، استمرت على مدار الثلاث سنوات الماضية.

رصد الباحثون تغيرات مفاجئة في شكل النبضات،بما يتطابق مع حدث الخلل، حيث كانت إحدى النبضات واسعة النطاق على نحو غير معتاد، والنبضة التالية كانت مفقودة (أي "لاغية")، والنبضتان التاليتان كان لهما استقطاب خطي منخفض على نحو غير متوقع. وأعقب هذا التسلسل فاصل زمني قدره 2.6 ثانية، وصلت خلاله النبضات متأخرة عن المعتاد، ما يشير إلى أن الخلل يؤثر على الغلاف المغناطيسي.

الشكل 1 | فروق التوقيت للنبضات الفردية قرب زمن حدوث الخلل.

يوضح المحور الأفقي زمن الوصول إلى مركز كتلة المجموعة الشمسية في اليوم اليولياني المعدل 57,734. ويوضح المحور الرأسي فرق زمن الوصول المُستنبط من نموذج ما قبل حدوث الخلل. يمثل الخط الأحمر الرأسي التوقيت المطابق لحدوث الخلل (tg). ويُظْهِر الشكل الداخلي صورة مكبرة للمخطط. قبل tg بمدة 3.3 ثانية، حدثت حالة "لاغية" (t0)، أعقبها تغيُّر غير معتاد في الفروق الزمنية، مع تأخر في متوسط أزمنة الوصول، وانخفاض في التباين. ولأنه لم يكن من الممكن تحديد توقيت الحالة "اللاغية" تلك، فقد تم وضعها على خط الـ0.0 ملّي ثانية. ويمثل خط الخطأ الأفقي مقدار عدم التيقن في مطابقة tg.

يوضح المحور الأفقي زمن الوصول إلى مركز كتلة المجموعة الشمسية في اليوم اليولياني المعدل 57,734. ويوضح المحور الرأسي فرق زمن الوصول المُستنبط من نموذج ما قبل حدوث الخلل. يمثل الخط الأحمر الرأسي التوقيت المطابق لحدوث الخلل (tg). ويُظْهِر الشكل الداخلي صورة مكبرة للمخطط. قبل tg بمدة 3.3 ثانية، حدثت حالة "لاغية" (t0)، أعقبها تغيُّر غير معتاد في الفروق الزمنية، مع تأخر في متوسط أزمنة الوصول، وانخفاض في التباين. ولأنه لم يكن من الممكن تحديد توقيت الحالة "اللاغية" تلك، فقد تم وضعها على خط الـ0.0 ملّي ثانية. ويمثل خط الخطأ الأفقي مقدار عدم التيقن في مطابقة tg.

كبر الصورة