اكتشاف "ثنائي الأرملة السوداء" .. نجم نيوتروني يدور حول النجم المرافق له ببطء

اكتشف علماء الفلك نظاما نجميا جديدا وغامضا على بعد 3 آلاف سنة ضوئية من الأرض ويبدو أنه نظام ثنائي يسمى "الأرملة السوداء".

وتتكون هذه النجوم من نجم نيوتروني سريع الدوران، أو نجم نابض، يدور ويستهلك ببطء نجما مصاحبا أصغر، بنفس الطريقة التي تتعامل بها أنثى العنكبوت مع شريكها، حيث تلتهمه في النهاية بعد "الزواج"، بحسب مجموعة من علماء الفلك من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT).

ويعرف علماء الفلك نحو عشرين من ثنائيات الأرملة السوداء في مجرة ​​درب التبانة.

وقال كيفين بيردج من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، المؤلف الرئيسي للدراسة حول الاكتشاف الجديد: "تسمى هذه الأنظمة بالأرامل السوداء نظرا لكيفية استهلاك هذا النوع للمواد من النجوم التي يعاد تدويرها، تماما كما يلتهم العنكبوت رفيقه''.

وهذا أحدث ثنائي مرشح للأرملة السوداء لديه أقصر فترة مدارية تم تحديدها حتى الآن، حيث يدور النجم النابض والنجم المرافق كل 62 دقيقة.

ويقول الخبراء إن النظام المسمى ZTF J1406 + 1222 فريد من نوعه لأنه يبدو أنه يستضيف نجما ثالثا بعيد المنال يدور حول النجمين الداخليين كل 10 آلاف عام.

وتثير هذه "الأرملة السوداء الثلاثية" على الأرجح تساؤلات حول كيفية تشكل مثل هذا النظام.

وبناء على ملاحظاتهم، اقترح علماء الفلك في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا نظرية حول الاكتشاف.

ويعتقدون أنه، كما هو الحال مع معظم ثنائيات الأرملة السوداء، ربما نشأ النظام الثلاثي من كوكبة كثيفة من النجوم القديمة المعروفة باسم الكتلة الكروية.

وقد يكون هذا التجمع المحدد انجرف إلى مركز مجرة ​​درب التبانة، حيث كانت جاذبية الثقب الأسود المركزي كافية لفصل الكتلة عن بعضها مع ترك الأرملة السوداء الثلاثية سليمة.

وقال بيردج: "إنه سيناريو ولادة معقد. وربما كان هذا النظام يطفو في مجرة ​​درب التبانة لفترة أطول مما كانت عليه الشمس".

واستخدم الباحثون طريقة جديدة للكشف عن هذا النظام. وبينما عثر على معظم ثنائيات الأرملة السوداء من خلال أشعة غاما والأشعة السينية المنبعثة من النجم النابض المركزي، واعتمد الفريق الضوء المرئي، وعلى وجه التحديد الوميض من النجم المرافق للثنائي، لاكتشاف ZTF J1406 + 1222.

واتضح أن جانب النهار للنجم المرافق، الجانب المواجه للنجم النابض دائما، يمكن أن يكون أكثر سخونة بعدة مرات من جانبه الليلي، بسبب الإشعاع المستمر عالي الطاقة الذي يتلقاها من النجم النابض.

وكان يعتقد أنه إذا لاحظ الفلكيون نجما يتغير لمعانه بشكل دوري بكمية هائلة، فسيكون ذلك بمثابة إشارة قوية على أنه كان في ثنائي مع نجم نابض.

ولاختبار هذه النظرية، بحث بيردج وزملاؤه في البيانات الضوئية المأخوذة من مرفق زويكي العابر، وهو مرصد مقره في كاليفورنيا يلتقط صورا واسعة النطاق لسماء الليل.

وتمكن الفريق من انتقاء عشرات الثنائيات المعروفة للأرملة السوداء، للتحقق من دقة الطريقة الجديدة للبحث.

ثم اكتشفوا نجما يتغير لمعانه كل 62 دقيقة، ما يشير إلى أنه من المحتمل أن يكون جزءا من ثنائي جديد للأرملة السوداء، والذي أطلقوا عليه اسم ZTF J1406 + 1222.

وبحثوا عن النجم في الملاحظات التي أخذها مسبار "غايا" الفضائي، الذي تديره وكالة الفضاء الأوروبية، والذي يحتفظ بقياسات دقيقة لموقع وحركة النجوم في السماء.

وأشتر بيردج: "هذا النظام فريد حقا فيما يتعلق بالأرامل السود، لأننا وجدناه بالضوء المرئي، وبسبب رفيقه الواسع، وحقيقة أنه أتى من مركز المجرة. وما يزال هناك الكثير مما لا نفهمه حول هذا الموضوع. لكن لدينا طريقة جديدة للبحث عن هذه الأنظمة في السماء".

وأضاف: "الشيء الوحيد الذي نعرفه على وجه اليقين هو أننا نرى نجما من الجانب النهاري يكون أكثر سخونة بكثير من الجانب الليلي، ويدور حول شيء ما في كل 62 دقيقة".

ويبدو أن كل شيء يشير إلى أنه ثنائي أرملة سوداء. لكن هناك بعض الأشياء الغريبة حوله، لذا فمن الممكن أن يكون شيئا جديدا تماما.

ويخطط الفريق الآن لمواصلة مراقبة النظام الجديد، بالإضافة إلى تطبيق التقنية البصرية لإلقاء الضوء على المزيد من النجوم النيوترونية والأرامل السوداء في السماء.

ونُشرت الدراسة في مجلة Nature.