>> نخستین رصد قطبش پرتوهای ایکس از مگنتار فعال ۱۸۴۱-۰۴۵ توسط کاوشگر IXPE ناسا > اخترشناسان برای نخستین بار با بهرهگیری از کاوشگر تصویربرداری قطبش پرتو ایکس (IXPE) متعلق به ناسا، موفق به ثبت قطبش پرتوهای ایکس ساطعشده از یک مگنتار در لحظه فوران عظیم شدهاند. این پیشرفت بیسابقه امکان بررسی دقیق سازوکار و هندسه تابش در ستارههای نوترونی فوقمغناطیسی را در فاز فعالسازی فراهم آورده است.
مگنتارها به عنوان قویترین مغناطیسهای شناختهشده در کیهان، همواره یکی از جذابترین و در عین حال پیچیدهترین أجرام آسمانی برای محققان بودهاند. مشاهدات کاوشگر IXPE از مگنتار ۱۸۴۱-۰۴۵ مگنتار مورد مطالعه با نام ۱ ۱۸۴۱-۰۴۵ شناخته میشود و در درون بقایای ابرنواختری 73، در فاصله حدود ۲۸ هزار سال نوری از زمین قرار دارد.
این ستاره نوترونی در تاریخ ۲۰ آگوست ۲۰۲۴ ناگهان وارد فاز فعال شد و یک فوران عظیم پرتو ایکس را آغاز کرد که توجه محققان را به خود جلب نمود. میکلا ریگوسلی، پژوهشگر ارشد مؤسسه ملی اخترفیزیک ایتالیا و سرپرست تیم تحقیقاتی، این رویداد را نقطه عطفی در درک ما از فیزیک این أجرام توصیف کرد. او در بیانیهای رسمی بیان داشت این نخستین بار است که ما توانستهایم قطبش پرتوهای ایکس یک مگنتار را در حالت فعال رصد کنیم.
دادههای بهدستآمده به ما اجازه میدهد تا مدلهای نظری مربوط به مکانیزم انتشار و هندسه میدان مغناطیسی در این فورانها را به شدت محدود و دقیقتر کنیم.
اکنون رصد مجدد این مگنتار پس از بازگشت به حالت آرام، برای درک تحولات زمانی ویژگیهای قطبشی، اولویت بالایی خواهد داشت. پدیده قطبش که به جهتگیری ترجیحی نوسانات امواج نوری اشاره دارد، ابزاری قدرتمند برای کاوش محیطهای فیزیکی شدید در نزدیکی این ستارههای مرده محسوب میشود، زیرا اطلاعاتی مستقیم از جهت و شدت میدان مغناطیسی و ساختار منبع تابش ارائه میدهد.
تولید و ساختار مگنتارها از فروپاشی ستاره به مغناطیسهای کوانتومی ریشهیابی مگنتارها در چرخه حیات ستارههای سنگین با جرم حداقل ۱۰ برابر خورشید نهفته است. وقتی سوخت هستهای این ستارهها تمام میشود، فشار تابشی که قرنها در برابر نیروی گرانش مقاومت میکرده، ناگهان متوقف میشود. در نتیجه، هسته ستاره در کسری از ثانیه درهم میریزد و امواج ضربهای ناشی از آن، لایههای بیرونی را در یک انفجار ابرنواختری به فضا پرتاب میکند.
باقیمانده این رویداد وحشتناک، یک هسته فوقفشرده با قطر حدود ۲۰ کیلومتر و جرمی معادل یک تا دو برابر خورشید است. چگالی این أجرام به حدی است که حجمی در اندازه یک قاشق چایخوری از ماده ستاره نوترونی، وزنی معادل ۱۰ میلیون تن (حدود ۸۵ هزار نهنگ آبی بالغ) خواهد داشت.
در این فرآیند فروپاشی، خطوط میدان مغناطیسی ستاره اولیه به شدت فشرده و تقویت میشوند، که منجر به ظهور میدانهای مغناطیسی تا یک تریلیون برابر قویتر از مگنتوسفر زمین میگردد. این محیطهای مغناطیسی بینظیر، شرایطی را ایجاد میکنند که هیچ آزمایشگاهی روی زمین قادر به شبیهسازی آنها نیست. تحلیل دادههای قطبشی انرژی، جهتگیری و اثرات میدان مغناطیسی تحلیل دادههای منتشرشده در مجله معتبر نتایج شگفتانگیزی را آشکار ساخت.
محققان دریافتند که با افزایش انرژی پرتوهای ایکس منتشرشده از مگنتار ۱ ۱۸۴۱-۰۴۵، درجه قطبش نیز افزایش مییابد، در حالی که زاویه قطبش ثابت باقی میماند. این یافتن نشاندهنده آن است که پرتوهای ایکس در باندهای انرژی مختلف (کمانرژی، میانانرژی و پرانرژی) احتمالاً از یک ناحیه واحد با جهتگیری میدان مغناطیسی یکسان ریشه میگیرند.
علاوه بر این، مشخص گردید که پرتوهای پرانرژی بیشترین حساسیت را نسبت به میدان مغناطیسی شدید مگنتار نشان میدهند. در طول فاز فوران، این ستارههای مرده میتوانند تا هزار برابر انرژی حالت آرام خود را آزاد سازند. اگرچه مکانیزم دقیق تحریک ناگهانی این انباشت انرژی همچنان ناشناخته است، اما رصدهای قطبشی با دقت بالا از سوی IXPE، کلیدهای اصلی برای حل این معماهای فيزیک ستارهای را در اختیار علم قرار داده است.
>>