ستاره نوترونی
پیش از کشف تپ اختران ، اختر شناسان و فیزیکدانان درباره ویژگی های انواع کاملا فرضی اجسامی به نام ستاره های نوترونی مطالعه می کردند.چنین محاسبه شده که انداره این اجسام ، بسیار کوچک و از مرتبه 10 کیلومتر است ، اما جرمشان به بیش از جرم خورشید می رسد . همچنین محاسبه شده است که این اجسام پر جرم - که مغزی ابرنواختران منفجر شده هستند - اگر پس از انفجارابرنواختر برمبند ، در نتیجه فشار بسیار زیاد حاصل از رمبش ، ساختار اتمی همه عناصر شیمیایی در انها شکسته می شود و تنها اجرای بنیادی ( اساسا نوترون ها ) باقی می مانند و مآلا ممکن است ستاره به ترکیبی با چگالی بسیار زیاد تبدیل شود که عمدتا از نوترون ها ساخته شده است . در حال حاضر اعتقاد بر این است که تپ اختر ها به احتمال زیاد همین ستار های نوترونی هستند و گمان می رود که تپ های آنها حاصل از لکهای داغ موجود در سطح انهاست که به سبب چرخش سریع این ستارگان ، در نظر ما به شورت علامت هایی روشن و خاموش می شوند .
هنگامی که ستاره پر جرمی به شکل ابر نواختر منفجر می شود، شاید هسته اش سالم بماند. اگر هسته بین 1/2 تا 3/2 جرم خورشیدی باشد، جاذبه آن را فراتر از مرحله کوتوله سفید متراکم می کند تا این که پروتونها و الکترونها برای تشکیل نوترونها به یکدیگر فشرده شوند. این نوع شیء سماوی ستاره نوترونی نامیده می شود. وقتی که قطر ستاره ای 10 کیلومتر (6مایل) باشد، انقباضش متوقف می شود. برخی از ستارگان نوترونی در زمین به شکل تپنده شناسایی می شوند که با چرخش خود، 2 نوع اشعه منتشر می کنند.
برای این که تصور بهتری از یک ستاره نوترونی در ذهنتان بوجود بیاید.. می‌توانید فرض کنید که تمام جرم خورشید در مکانی به وسعت یک شهر جا داده شده است. یعنی می‌توان گفت یک قاشق از ستاره نوترونی یک میلیارد تن جرم دارد.
این ستارگان هنگام انفجار برخی از ابر نواختر ها بوجود می آیند. پس از انفجار یک ابر نواختر ممکن است به خاطر فشار بسیار زیاد حاصل از رمبش مواد پخش شده ساختار اتمی همه ی عناصر شیمیایی شکسته شود و تنها اجزای بنیادی بر جای بمانند.
اکثر دانشمندان عقیده دارند که جاذبه و فشار بسیار زیاد باعث فشرده شدن پروتونها و الکترونها به درون یکدیگر می شوند که خود سبب به وجود آمدن توده های متراکم نوترونی خواهد شد. عده کمی نیز معتقدند که فشردگی پروتونها و الکترونها بسیار بیش از اینهاست و این باعث می شود که تنها کوارک ها باقی بمانند. و این ستاره کوارکی متشکل از کوارکهای بالا و پایین (Up & down quarks)و نوع دیگری از کوارک که از بقیه سنگین تر است خواهد بود که این کوارک تا کنون در هیچ ماده ای کشف نشده است.
از آنجا که اطلاعات در مورد ستارگان نوترونی اندک است در سالهای اخیر تحقیقات زیادی بر روی این دسته از ستارگان انجام شده است.
در اواخر سال 2002 میلادی.. یک تیم تحقیقاتی وابسته به ناسا به سرپرستی خانم J. Cotton مطالعاتی را در مورد یک ستاره نوترونی به همراه یک ستاره همدم به نام 0748676 EXOا نجام داد. این گروه برای مطالعه ی این ستاره دو تایی که در فاصله ی 30000 سال نوری از زمین قرار دارد.. از یک ماهواره مجهز به اشعه ایکس بهره برد.( این ماهواره متعلق به آزانس فضایی اروپاست و XMMX- ray Multi Mirror نیوتن نام دارد)
هدف این تحقیق تعیین ساختار ستاره نوترونی با استفاده از تأثیرات جاذبه ی زیاد ستاره بر روی نور بود.
با توجه به نظریه ی نسبیت عام نوری که از یک میدان جاذبه ی زیاد عبور کند.. مقداری از انرژی خود را از دست می دهد. این کاهش انرژی به صورت افزایش طول موج نور نمود پیدا می کنند. به این پدیده انتقال به قرمز می گویند.
این گروه برای اولین بار انتقال به قرمز نور گذرنده از اتمسفر بسیار بسیار نازک یک ستاره نوترونی را اندازه گیری کردند. جاذبه ی عظیم ستاره نوترونی باعث انتقال به قرمز نور می شود که میزان آن به مقدارجرم ستاره و شعاع آن بستگی دارد. تعیین مقادیر جرم و شعاع ستاره می‌تواند محققان را در یافتن فشار درونی ستاره یاری کند. با آگاهی از فشار درونی ستاره منجمان می‌توانند حدس بزنند که داخل ستاره نوترونی فقط متشکل از نوترونهاست یا ذرات ناشناخته ی دیگر را نیز شامل می شود.
این گروه تحقیقاتی پس از انجام مطالعات و آزمایشات خود دریافتند که این ستاره تنها باید از نوترون تشکیل شده باشد. و در حقیقت طبق مدلهای کوارکی ذره دیگری جز نوترون در آن وجود ندارد.
درحین این مطالعه و برای بررسی تغییرات طیف پرتوهای ایکس یک منبع پرقدرت اشعه ایکس لازم بود. انفجارهای هسته ای (Thermonuclear Blasts)که بر اثر جذب ستاره همدم توسط ستاره نوترونی ایجاد می شود.. همان منبع مورد نیاز برای تولید اشعه ی ایکس بود. (ستاره نوترونی به سبب جرم زیاد و به طبع آن.. جاذبه ی قوی.. مواد ستاره همدم را به سوی خود جذب می کرد.) طیف پرتوهای X تولید شده.. پس از عبور از جو بسیار کم ستاره نوترونی که از اتم های آهن فوق یونیزه شده تشکیل شده بود توسط ماهواره XMM-نیوتن مورد بررسی قرار گرفتند.
نکته ی قابل توجه این است که در آزمایشهای قبلی که توسط گروه دیگری انجام شده بود تحقیقات بر روی ستاره ای متمرکز بود که میدان مغناطیسی بزرگی داشت و چون میدان مغناطیسی نیز بر روی طیف نور تأثیر گذار است تشخیص اثر نیروی جاذبه ی ستاره بر روی طیف نور به طور دقیق امکان پذیر نبود. ولی ستاره موردنظر در پروژه بعدی (که آن را توضیح دادیم) دارای میدان مغناطیسی ضعیفی بود که اثر آن از اثر نیروی جاذبه قابل تشخیص بود.
منبع[ویرایش]
کتاب "ساختار ستارگان و کهکشان ها " / نوشته : پاول هاچ / ترجمه : توفیق حیدرزاده
دانشنامه رشد[۱]
