ستارگان نوترونی و تپاخترها: بقایای عجیب ابرنواخترها
ستارگان نوترونی و تپاخترها، بقایای فوقالعاده چگال و اسرارآمیز ستارگان پرجرمی هستند که عمر خود را با انفجاری عظیم به نام ابرنواختر به پایان رساندهاند. وقتی یک ستاره پرجرم (با جرمی بین ۱۰ تا ۲۹ برابر جرم خورشید) سوخت هستهای خود را به اتمام میرساند، دیگر نمیتواند در برابر نیروی گرانش خود مقاومت کند و هسته آن به شدت فشرده میشود. این رمبش گرانشی آنقدر قدرتمند است که الکترونها و پروتونها را به یکدیگر فشرده کرده و نوترونها را تشکیل میدهد. نتیجه این فرآیند، یک ستاره نوترونی است: جرمی به شدت چگال و کوچک که تمام جرم یک ستاره بزرگ را در کرهای به قطر یک شهر کوچک (حدود ۱۰ تا ۲۰ کیلومتر) متراکم کرده است. تنها یک قاشق چایخوری از ماده ستاره نوترونی میتواند میلیاردها تن وزن داشته باشد، که این موضوع آنها را به یکی از چگالترین اجرام شناخته شده در کیهان تبدیل میکند، تنها پس از سیاهچالهها.
یکی از ویژگیهای برجسته ستارگان نوترونی، سرعت چرخش خیرهکننده آنهاست. از آنجایی که ستاره اصلی قبل از فروپاشی در حال چرخش بوده است، با کوچک شدن هسته و حفظ تکانه زاویهای، سرعت چرخش آن به طرز چشمگیری افزایش مییابد. این پدیده را میتوان با یک اسکیتباز روی یخ مقایسه کرد که با جمع کردن دستهای خود، سرعت چرخش خود را افزایش میدهد. ستارگان نوترونی میتوانند صدها بار در ثانیه به دور خود بچرخند، که این سرعت چرخش باورنکردنی، آنها را به یک پدیده منحصر به فرد تبدیل میکند. علاوه بر این، ستارگان نوترونی دارای میدانهای مغناطیسی فوقالعاده قدرتمندی هستند، گاهی اوقات تریلیونها برابر قویتر از میدان مغناطیسی زمین. این میدانهای مغناطیسی در اثر فشردگی میدان مغناطیسی ستاره مادر ایجاد میشوند.
وقتی یک ستاره نوترونی در حال چرخش، پرتوهای شدیدی از تابش (معمولاً در طیف رادیویی، اما گاهی در اشعه ایکس یا گاما) را از قطبهای مغناطیسی خود ساطع میکند و این پرتوها مانند یک چراغ دریایی در فضا عمل میکنند، ما آن را "تپاختر" (Pulsar) مینامیم. اگر این پرتوها در مسیر دید ما در زمین قرار گیرند، ما آنها را به صورت پالسهای منظم و سریع دریافت میکنیم، دقیقاً مانند نوری که از یک فانوس دریایی چرخان به چشم میرسد. هر تپاختر در واقع یک ستاره نوترونی است، اما هر ستاره نوترونی لزوماً یک تپاختر نیست؛ فقط آنهایی که پرتوهایشان در جهت زمین قرار میگیرند، به عنوان تپاختر مشاهده میشوند. دوره تناوب این تپشها بسیار دقیق و منظم است، تا حدی که برخی تپاخترها به عنوان "ساعتهای کیهانی" بسیار دقیق برای اندازهگیری زمان و فواصل در فضا استفاده میشوند.
تپاخترها و ستارگان نوترونی ابزارهای فوقالعادهای برای آزمایش نظریههای فیزیکی در شرایط افراطی هستند. مطالعه آنها به دانشمندان کمک میکند تا درک بهتری از ماده در چگالیهای فوقالعاده بالا، گرانش شدید، و میدانهای مغناطیسی قوی به دست آورند. کشف تپاخترها توسط جوسلین بل برنل در سال ۱۹۶۷، نقطه عطفی در نجوم بود و جایزه نوبل فیزیک را برای استاد راهنمایش، آنتونی هیوش، به ارمغان آورد (هرچند عدم اعطای نوبل به بل برنل بحثبرانگیز شد). این اجرام عجیب و غریب همچنان در حال فاش کردن اسرار کیهان هستند و پدیدههایی مانند "مگنتارها" (Magnetars)، که ستارگان نوترونی با میدانهای مغناطیسی حتی قویتر هستند و فورانهای عظیم پرتو ایکس و گاما ساطع میکنند، به فهرست شگفتیهای آنها افزودهاند.
برچسب: ،
