معمای تابش ستاره‌های نوترونی!

اخترشناسان به رفتار عجیب و بیگانه ستارگان نوترونی عادت كرده اند، اما آنان در رویایشان نیز كشف اخیر در مورد این گونه از ستارگان را پیش بینی نمی‌كردند.یك گروه بین‌المللی از محققان اعلام كرده اند كه این باقی مانده‌های ستاره‌یی گه گاه امواج رادیویی بسیار قوی تابش می كنند. این تابش ها تنها كسری از ثانیه طول می كشند. این نوع تابش از قوی ترین منابع امواج رادیویی در آسمان محسوب می شود، حتی قوی تر از خورشید.ستارگان نوترونی، نوعی از ستارگان هستند كه از باقی مانده انفجار ستارگان بسیار پرجرم، انفجارهای ابرنواختری، به وجود می آیند.
ساختار مولكولی این نوع ستاره ها با مواد عادی متفاوت است. به دلیل فشار بسیار زیاد درون ستاره تمام ذرات آن به نوترون تبدیل می شوند؛ به همین دلیل به آن «ستاره نوترونی» می‌گویند.ستارگان نوترونی به دلیل داشتن میدان مغناطیسی بسیار شدید (كه بر اثر چگالی بسیار زیاد ماده ایجاد شده) و همچنین دوران نسبتا سریع به دور خود، امواج الكترومغناطیسی در طول موج رادیویی از خود تابش می كنند، اما در موارد تازه كشف شده، این تابش ها آنقدر شدید و درچنان زمان كوتاهی صورت می‌گیرند كه به آنها لفظ «تابش انفجاری» را نسبت داده‌اند.كشف اخیر، دانشمندان را بر آن داشته است تا دلیل وجود این تابش های شدید رادیویی و از آن مهم تر ، مكان ستاره های نشر كننده ی آنها را در سیر تكاملی ستاره نوترونی مشخص كنند.رابرت دانكن از دانشگاه تگزاس در آستن،یكی از نظریه پردازان اصلی ستارگان نوترونی می گوید: در حال حاضر جواب‌ها كاملا نامعلوم است.این ستارگان نوترونی كه امواج رادیویی را به صورت انفجاری تابش می كنند، توسط گروهی بین‌المللی به سرپرستی مورا مك لاگلن از دانشگاه منچستر كشف شده اند.
این گروه به بررسی اطلاعات بدست آمده از سال ۱۹۹۸ تا ۲۰۰۲، توسط تلسكوپ رادیویی ۶۴ متری پاركز در استرالیا پرداخته و به دنبال تپ اختر ها و ستارگان نوترونی بوده اند كه در هنگام دوران به صورت تناوبی امواج رادیویی كاملا عادی از خود منتشر می‌كنند.علاوه بر تپ اختر های كشف شده، رایانه این گروه، ۱۱ منبع تابش انفجاری رادیویی را كه در نزدیكی صفحه ی كهكشان قرار داشته اند كشف كرده است.این گروه سه سال بعد را به اندازه گیری مختصات سماوی، اندازه گیری خواص این ستارگان و تایید این كشف پرداخته اند.این اجرام به طور میانگین در طول یك روز ، تنها ۱/۰ تا ۱ ثانیه قابل مشاهده هستند (در طول موج رادیویی) و به همین دلیل در گذشته مشاهده نشده بودند.
این تابش های انفجاری بین ۲ تا ۳۰۰ میلی ثانیه (یك هزارم ثانیه) طول می كشند و فاصله بین این تابش ها چهار دقیقه تا سه ساعت است.مایكل كرامر، یكی از اعضای تیم تحقیقاتی می گوید: «شما باید خیلی خوش شانس باشید تا بتوانید یكی از این تابش ها را ببینید.»این گروه برای ۱۰ مورد از ۱۱ منبع، دوره تناوبی بین ۴ تا ۷ ثانیه یافته اند، به همین دلیل به نظر می رسد - اما ثابت نشده است- كه این انفجارهای رادیویی به خاطر دوران ستارگان نوترونی باشد.مك لاگلن كه تیم او این اجرام را Rotating Radio Transient )RRAT) نام گذاری كرده اند، می گوید: «تا آنجا كه ما می دانیم هیچ جسم دیگری وجود ندارد كه بتواند با این سرعت دوران كرده و در عین حال چنین انرژی تابشی را تولید كند.»
در هنگام وقوع این تابش های انفجاری، RRAT ها، بعد از تپنده سحابی خرچنگ و تپنده دیگری به نام B۱۹۳۷+۲۱، روشن ترین منابع رادیویی هستند كه تا به حال دیده شده اند.با توجه به كوتاه بودن آن، این منابع احتمالا امواج رادیویی را در پرتوهای باریك و از مناطق كوچكی از سطح و یا مغناطكره (مگنتوسفر) یك ستاره نوترونی تابش می كنند، ولی دلیل دقیق این انفجار ها هنوز نامعلوم است.با توجه به طبیعت كوتاه مدت آنها، مطالعه RRAT ها بسیار دشوار است. این به آن معناست كه اخترشناسان باید در حدس و گمان پیش بروند تا در آینده به اطلاعات بیشتری دست پیدا كنند.
یكی از RRAT ها خصوصیات دورانی دارد كه بسیار شبیه به ستارگان نوترونی بسیار مغناطیسه (مگنتارها) است.مشاهدات نشان می دهند كه حداقل تعدادی از RRAT های بسیار مغناطیسی وجود دارند كه سن آنها به ده ها هزار سال می رسد، ولی در یك RRAT دیگر خصوصیات دورانی متفاوتی مشاهده شده است كه به نظر می رسد مانند تپنده های عادی میان سال باشد.مك لاگلن می گوید:«به نظر می رسد كه RRAT ها خصوصیات بسیار گوناگونی دارند.این بسیار جالب است چون نشان می دهد كه هر ستاره نوترونی می تواند رفتار بسیار عجیب و متفاوتی از خود بروز داده و همچنین موارد بسیار بیشتری از این اجرام باید وجود داشته باشند.»
با دانستن محدوده ی پوشش آسمان و حساسیت اطلاعات تلسكوپ پاركز و همچنین طبیعت زودگذر این منابع رادیویی، مك لاگلن و همكارانش وجود ۴۰۰ هزار RRAT را در كهكشان راه شیری تخمین می‌زنند كه این تعداد چهار برابر تعداد كل تپنده های رادیویی شناخته شده است. وجود تعداد زیاد RRAT ها می تواند این معمای قدیمی را حل كند كه چرا تعداد نسبتا كمی از ابرنواختر ها باقی مانده ای به شكل ستاره نوترونی به جای می‌گذارند. ستارگان نوترونی در انفجار ها به وجود می آیند ولی مانند سحابی خرچنگ، به عنوان مثال، بیش از نیمی از باقی مانده های ابرنواختری ، تپنده رصد شده ندارند.
دیوید هلفند، رصدگر ستاره ی نوترونی از دانشگاه كلمبیا می گوید:« به نظر من ما می توانیم تصور كنیم كه اكثر ستارگان نوترونی در شرایط كاملا متفاوتی از تپنده خرچنگ متولد شده اند و این اجرام هستند كه نسل قبلی RRA ها را تشكیل می دادند.» در چند دهه آینده اختر شناسان با ساخته شدن رادیو تلسكوپ های بسیار بزرگ، اطلاعات بیشتری در مورد RRAT ها بدست خواهند آورد.
مك لاگلن می گوید:« ما انتظار داریم تا SKA (تلسكوپ یك كیلومتر مربعی)، ۴۰ هزار مورد دیگر از این اجرام را كشف كند. این رادیو تلسكوپ های بسیار بزرگ باید فهم ما را از زمینه رادیویی آسمان به كلی تغییر دهند.»علاوه بر كشف تعداد زیادی RRAT، این تلسكوپ ها، به احتمال زیاد رده جدیدی از اجرام تابش كننده امواج رادیویی كشف خواهند كرد.جوزف لازیو - از آزمایشگاه تحقیقات نیروی دریایی آمریكا - كه یك منبع تابش رادیویی را در نزدیكی مركز كهكشان در اوایل سال ۲۰۰۵ كشف كرده است، می گوید:«می توان به جرات اذعان كرد كه آسمان رادیویی ما هنوز ناشناخته است.»

منبع : خبرگزاری ایسنا