تپ اختر

پرونده:Pulsar schematic.svg

نمای شماتیک یک تپ‌اختر. کره در وسط، ستاره نوترونی را نشان می‌دهد؛ خطوط منحنی نمایشگر خطوط میدان مغناطیسی است؛ مخروطهای کشیده از دو طرف، پرتوهای گسیلی را نمایش میدهند؛ و خط سبز محور چرخش ستاره را مشخص می‌کند.

یک تپ اختر (ستاره تپنده)، ستاره نوترونی بسیار مغناطیسی و چرخنده‌ای است که پرتوهای امواج الکترومغناطیس از خود ساطع می‌کند. این امواج تنها وقتی مشاهده می‌شوند که پرتوهای ساطع شده درست به سمت زمین باشند، تا حد زیادی شبیه به فانوس‌های دریایی که تنها موقعی دیده می‌شوند که نور دقیقاً به سمت ناظر باشد، و دلیل تپش نور مشاهده شده نیز به همین موضوع مرتبط است. برخی از تپ‌اخترها نیز پرتوهای ایکس تابش می‌کنند. ستاره های نوترونی در حقیقت بقایای هستهٔ ستارهٔ منفجر شده‌ای هستند که حجم کوچک و چگالی بسیار بالایی دارند. برای نمونه تپ‌اختری به قطر ۲۰ کیلومتر ۱٫۵ برابر جرم خورشید را در خود جای داده‌است. تپ اخترها هنگام تولد دمایی در حدود چند میلیون درجه سلسیوس دارند و بلافاصله شروع به سرد شدن می‌کنند. نحوه و سرعت سرد شدن نیز به مواد تشکیل دهنده و چگالی آن‌ها بستگی دارد. ستارگان نوترونی بسیار چگال‌اند، و دوره تناوب چرخشی کوتاهی دارند. به همین دلیل بین تپش‌ها وقفه‌ی بسیار کوتاهی ایجاد می‌شود که برای تپ اخترهای مختلف در محدوده میلی ثانیه تا ثانیه است.

این دوره تناوب‌های دقیق تپ اخترها، آنها را به ابزار مفیدی تبدیل می‌کند. رصدهای یک تپ اختر در یک منظومه دوتایی از ستاره های نوترونی، به طور غیر مستقیم برای اثبات وجود تشعشع گرانشی استفاده شد. اولین سیاره فراخورشیدی در کنار یک تپ اختر کشف شد، سیاره‌ی PSR B1257+12. انواع خاصی از تپ اخترها، با ساعت‌های اتمی در دقت نگه داشتن زمان رقابت می‌کنند.

نحوهٔ رصد تپ اخترها

نخستین بار دو اختر شناس از دانشگاه کمبریج به نام‌های جاسلین بل برنر و آنتونی هیوش در اواخر سال ۱۹۷۸ تپ اخترها را به صورت منابعی رادیویی کشف کرد که با فرکانس ثابتی روشن و خاموش می‌شدند. اکنون ما پر نورترین این اجرام را تقریباً در هر طول موجی از نور رصد می‌کنیم. هنگام دوران تپ اخترها فواره‌هایی از ذرات با سرعت نزدیک به سرعت نور از قطبهای مغناطیسی آن‌ها به بیرون جریان دارد. این فوران‌ها باریکه‌هایی بسیار قوی از نور تولید می‌کنند. همانطور که در کرهٔ زمین شمال مغناطیسی و شمال واقعی با هم تفاوت دارند، به دلیل مشابهی محورهای چرخشی و مغناطیسی یک تپ اختر نیز در یک امتداد نیستند. اگر این قطبها در راستای دید ما باشند با چرخش تند، تپ اخترها به صورت تپ‌های منظمی دیده می‌شوند. همانند یک کشتی در اقیانوس که فقط درخشهای منظمی از نور ساتع شده از یک فانوس دریایی را می‌بیند.

تپ اخترها با پرتو ایکس

پرونده:Crab Nebula.jpg

سحابی خرچنگ.

پرونده:Crab Lucky video2.gif

تپ‌اختر در سحابی خرچنگ. این فیلم که در طول موج 800nm گرفته شده است، پالس اصلی را به همراه پالسهای ضعیفتر میانی نشان می‌دهد.

برخی تپ اخترها پرتوهای ایکس تابش می‌کنند.سحابی خرچنگ واقع در صورت فلکی خرچنگ یک نمونه قطعی از ستاره نوترونی است که در طی یک انفجار ابرنواختری شکل گرفته‌است و منبع عظیمی از پرتو ایکس است. تحقیقاتی که توسط ماهواره‌های اشعه ایکس پیرامون ستاره های نوترونی صورت گرفته، حاکی از این است که در هر تپ اختر از دو نقطه اشعه ایکس گسیل می‌شود. ا.سطح ستاره چنان داغ است که از خود اشعه ایکس گسیل می‌کند.۲.ذرات باردار الکترو مغناطیسی که در میدان مغناطیسی تپ اختر وجود دارند هنگام حرکت در طول خطوط میدان از خود اشعه ایکس ساطع می‌کنند. نوع بسیار متفاوتی از تپ اخترها به وسیله تلسکوپ های پرتو ایکس در برخی دوتایی‌های پرتو ایکس دیده شده‌است. در این مورد، یک ستاره نوترونی و یک ستاره معمولی منظومه ای دو تایی را تشکیل می‌دهند. نیروی گرانش شدید ناشی از ستاره نوترونی ماده را از ستاره معمولی به سمت آن می‌کشد. در این فرآیند، که برافزایش نام دارد، ماده چنان داغ می‌شود که تابش پرتو ایکس تولید می‌کند. تپهای پرتو ایکس وقتی دیده می‌شوند که نقاط داغ ستاره نوترونی چرخان در امتداد خط دید ناظر زمینی قرار بگیرند.

منبع

• ویکیپدیا انگلیسی [۱]