تحديد هوية "وحش مغناطيسي" على وشك الانفجار في الفضاء

اكتشف علماء الفلك نوعا جديدا من النجوم وصف بأنه "وحش مغناطيسي" سينفجر يوما ما ليصبح "نجما مغناطيسيا" نادرا.

وباستخدام تلسكوبات متعددة حول العالم، بما في ذلك مرافق المرصد الأوروبي الجنوبي (ESO)، رصد العلماء النجم المسمى HD 45166، الغني بالهيليوم، والواقع على بعد نحو 3000 سنة ضوئية من الأرض في كوكبة وحيد القرن.

3/ The mystery was solved when the new observations showed that its entire surface has a magnetic field almost 100,000 times times stronger than Earth's, making it the most magnetic massive star found to date 🧲Watch an animation of HD 45166 below pic.twitter.com/CQF3seWdrY

— ESO (@ESO) August 17, 2023

ولكن ما يجعله مميزا حقا هو أنه نجم الهليوم الضخم الوحيد الذي لاحظه علماء الفلك على الإطلاق وله مجال مغناطيسي، وهو مجال قوي.

ويتمتع HD 45166 بمثل هذا المجال المغناطيسي القوي (أقوى 100 ألف مرة من المجال المغناطيسي الأرضي) لدرجة أن علماء الفلك يعتقدون أنه سيصبح نجما مغناطيسيا عندما ينفجر في مستعر أعظم خلال نحو مليون عام.

والنجوم المغناطيسية هي نوع من النجوم النيوترونية (النوى المنهارة لبعض النجوم الضخمة التي تحزم تقريبا كتلة شمسنا في منطقة بحجم مدينة). وهي عبارة عن بقايا نجمية مضغوطة ومغناطيسية للغاية مع بعض من أكثر المجالات المغناطيسية كثافة في الكون والتي تقذف بعنف رشقات من الطاقة.

ولم يكن يُعرف الكثير عن أصل النجوم المغناطيسية حتى الآن، لكن الخبراء يعتقدون أن HD 45166 سيلقي الضوء أخيرا على أصلها.

وقال أندريه نيكولا تشيني من NOIRLab، وهو مركز أبحاث فلكي مقره في توكسون، أريزونا: "لأول مرة، تم اكتشاف مجال مغناطيسي قوي في نجم هليوم ضخم. وتشير دراستنا إلى أن نجم الهليوم هذا سينهي حياته كنجم مغناطيسي".

وتصف وكالة ناسا النجوم المغناطيسية بأنها "الأبطال الخارقون في عالم النجوم" لأنها تتمتع بقوة مجال مغناطيسي هائلة حيرت العلماء لسنوات.

وفي أي نجم نيوتروني نموذجي، يكون المجال المغناطيسي أقوى بتريليونات المرات من المجال المغناطيسي للأرض، ولكن في المجال المغناطيسي يكون أقوى 1000 مرة أخرى.

لذلك، فإن النجوم المغناطيسية هي نوع خاص جدا من النجوم النيوترونية.

ومع ذلك، لا يعرف علماء الفلك بالضبط كيف تتشكل النجوم المغناطيسية، أو مدى شيوعها أو حتى كيف تنتج مثل هذه المجالات المغناطيسية الهائلة.

وعلاوة على ذلك، فإن النجوم المغناطيسية صغيرة للغاية (يبلغ قطرها من 15 إلى 20 كم)، وبالتالي فهي بعيدة جدا حتى لأفضل التلسكوبات لرؤية أي تفاصيل على أسطحها.

ولذلك قام الفريق بعمل ملاحظات باستخدام أداة على تلسكوبات كندا وفرنسا وهاواي يمكنها اكتشاف وقياس المجالات المغناطيسية.

وعلى وجه الخصوص، وجهوا انتباههم نحو HD 45166، وهو نجم معروف عنه علماء الفلك لأكثر من قرن.

وأجريت الملاحظات الأولى للنجم في عام 1922 ولاحظت عالمة الفلك كارول جين أنغر في منشور عام 1933 أنه "الأول من نوعه".

وقال المؤلف الرئيسي للدراسة الجديدة تومر شنار في جامعة أمستردام إنه وزملاءه اشتبهوا في أن النجم كان غريبا، لكنهم لم يعتقدوا أنه يمكن أن يكون مقدمة لنجم مغناطيسي.

وأضاف: "فقط في مرحلة لاحقة، نشأت الفرضية القائلة بأنه قد يكون مغناطيسيا وثبت لاحقا بالبيانات الجديدة المقدمة في دراستنا".

وكشفت الملاحظات أن HD 45166 يحتوي على مجال مغناطيسي قوي بشكل لا يصدق يبلغ 43000 غاوس (Gauss - وحدة قياس الحث المغناطيسي).

وهذا يجعله نجم الهليوم الوحيد الضخم الذي تم رصده باستخدام مجال مغناطيسي، بالإضافة إلى أقوى مجال مغناطيسي تم اكتشافه على الإطلاق في نجم ضخم.

كما أن 43000 غاوس أقوى 100 ألف مرة تقريبا من المجال المغناطيسي للأرض (والذي يمكّن البوصلات من العمل ويتيح للطيور التنقل).

والرياح الشديدة من الجزيئات التي تهب بعيدا عن HD 45166 محاصرة في مجالها المغناطيسي، وتغلف النجم في غلاف غازي.

ويعتقد الفريق بشدة أن HD 45166 سيتحول إلى نجم مغناطيسي في غضون مليون عام تقريبا، وهي مدة قصيرة نسبيا في النطاق الزمني الفلكي بالنظر إلى أن عمر الأرض 4.5 مليارات سنة.

ولكي يصبح النجم نجما مغناطيسيا، يجب أن يفي بشرطين يعتقد العلماء أن HD 45166 يلبيهما. أولا، يجب أن يصبح نجما نيوترونيا عندما يموت. وثانيا، يحتاج إلى مجال مغناطيسي قوي بما فيه الكفاية، وهو ما يرجح الفريق بالتأكيد أن يفعله HD 45166.

ووفقا لشنار، لا يوجد لدى HD 45166 أي كواكب معروفة تدور حوله، ومن غير المرجح أن يتم اكتشاف أي منها حتى الآن.

نُشرت الدراسة الجديدة التي أجراها فريق دولي من علماء الفلك في مجلة Science.