سوره صادقی

ممکن است که تپ‌اختر (ستاره تپنده، pulsar) ی که محققان به کمک سه تلسکوپ مختلف -تلسکوپ فضایی اشعه ایکس چاندرا و تلسکوپ نیوتن XMM، هر دو متعلق به ناسا، و تلسکوپ رادیویی پارکس در استرالیا- یافته‌اند، پرسرعت‌ترین تپ‌اختری باشد که تاکنون دیده شده است.
بخشی از مدرک اثبات مدعای چنین سرعت بالقوه رکوردشکنی را می‌توان در عکس ترکیب‌شده بالا یافت. مشاهدات اشعه ایکس چاندرا (سبز) و نیوتن XMM (بنفش) با اطلاعات فروسرخ دریافت‌شده از پروژهٔ 2MASS و اطلاعات مرئی دریافت‌شده از Digitized Sky Survey (به رنگ‌های سبز، قرمز و آبی، اما در عکس، ظاهرشده به رنگ سفید) ترکیب شده‌اند.
ناحیه وسیع اشعه ایکس پراکنده که با نیوتن XMM مشاهده شده، به هنگام انفجار ستارهٔ بزرگی به صورت ابرنواختر تهیه شد. گستره‌ای از بقایای این ابرنواختر باقی‌مانده که به نام SNR MSH 11-16A شناخته می‌شود. امواج انفجار ابرنواختر گاز اطراف را به اندازه چندین میلیون کلوین گرم کرد که باعث شد بقایای نواختر به صورت اشعه ایکس شروع به درخشیدن کند.
تصویر تهیه‌شده توسط چاندرا یک منبع اشعه ایکس که شکلی مانند دنباله‌دار دارد را آشکار می‌کند که کاملاً خارج از محدودهٔ بقایای ابرنواختر است. این منبع از یک جرم نقطه‌مانند تشکیل شده که دنباله‌ای بلند به طول تقریباً سه سال نوری دارد. ستارهٔ پرنور نزدیک به آن و همچنین ستاره‌ای که در SNR MSH 11-16A قرار دارد، به نظر می‌رسند هر دو در نقاطی در جلو و پیش‌زمینه باشند و ارتباطی به بقایای ابرنواختر نداشته باشند.
آزمایشگاه بین‌المللی اخترفیزیک اشعه گاما -که به INTEGRAL هم شناخته می‌شود- بود که این منبع اشعه ایکس نقطه‌مانند را کشف کرد و نام IGR J11014-6103 (به طور خلاصه: IGR J11014) را بر آن نهاد.این منبع می‌تواند یک ستاره بسیار چگال که با سرعت به گرد خود می‌چرخد (یعنی همان تپ‌اختر، تپنده یا pulsar، نوعی از ستاره‌های نوترونی) باشد که در نتیجه انفجار خارج شده است. اگر چنین باشد، این ستاره با سرعت میلیون‌ها مایل در ساعت در حال دور شدن از مرکز بقایای ابرنواختر است.
توضیح پذیرفتنی برای دنبالهٔ نشری اشعه ایکس آنست که سرعت بالای تپ‌اختر یک موج خم‌کننده را ایجاد می‌کند و این موج ذرات با انرژی بالا را که تپ‌اختر تولید کرده به دنبال خود به صورت یک سحابی از این «باد»های تپ‌اختر به وجود می‌آورد. (وضعیت مشابهی در مورد جرم دیگری به نام PSR B1957+2مشاهده شده است. پیوند:
http://chandra.harvard.edu/photo/2003/b1957/closer_look.html)
این نشر امتدادیافتهٔ اشعه ایکس اشاره به مرکز MSH 11-16A دارد که جایی‌ست که تپ‌اختر احتمالاً به وجود آمده است. همین نکته این نظر را که تصویر چاندرا تصویری از یک سحابی از بادهای تپ‌اختر و موج خم‌کننده آن است، تقویت می کند.
نکتهٔ دیگر تصویر چاندرا -که همچنین در تصویر نیوتن XMM دیده می شود- دنبالهٔ محو اشعه ایکس است که به سمت راست و بالا کشیده شده است. دلیل این مساله ناشناخته است؛ اما دنباله‌های مشابهی در مورد تپ‌اخترهای دیگر هم دیده شده که آن‌ها نیز در سمت حرکت تپ‌اختر نیستند.
بر اساس مشاهدات قبلاً صورت‌گرفته، ستاره‌شناسان عمر MSH 11-16A را حدوداً ۱۵٫۰۰۰ سال تخمین می‌زنند با فاصله‌ای در حدود ۳۰٫۰۰۰ سال نوری از زمین. با ترکیب این داده‌ها با فاصله‌ای که به نظر می‌رسد تپ‌اختر از مرکز MSH 11-16A طی کرده است، برآورد ستاره‌شناسان آنست که IGR J11014 با سرعتی بین ۵.۴ میلیون تا ۶.۵ میلیون مایل در ساعت (۸.۶ میلیون تا ۱۰.۴ میلیون کیلومتر در ساعت) در حال حرکت است.
تنها ستاره نوترونی دیگر که مرتبط با بقایای ابرنواختری باشد و بتواند با این سرعت رقابت کند، موردی‌ست که در بقایای ابرنواختری به نام G350.1-0.3 یافت شده است. سرعت این ستاره نوترونی رقیب به ۳ تا ۶ میلیون مایل در ساعت (۴.۸ میلیون تا ۹.۶ میلیون کیلومتر در ساعت) تخمین زده شده است (پیوند):
http://chandra.harvard.edu/photo/2012/g350.
سرعت‌های تخمین‌زده شده هم برای IGR J11014 و هم برای ستاره نوترونی رقیب در G350.1-0.3 حدس‌های ابتدایی هستند و لازم است که تأیید شوند. اما توضیح چنین سرعت‌های بالایی برای ستاره‌های نوترونی -در صورتی که این سرعت‌ها تأیید گردند- مدل‌های موجود برای انفجارهای ابرنواختری را به چالش جدی خواهد کشید.
احتیاط لازم پیش از اینکه بخواهیم نتیجه‌گیری کنیم که IGR J11014 احتمالاً پرسرعت‌ترین تپ‌اختر کشف‌شده است، این خواهد بود که در نظر بگیریم در تحقیق صورت‌گرفتهٔ رادیو تلسکوپ پارکس متعلق به سازمان تحقیقات صنعتی و علمی کشورهای مشترک‌المنافع، ارتعاشات این تپ‌اختر تشخیص داده نشدند؛ گرچه که این عدم تشخیص برای تپ‌اختری که در حدود ۳۰٫۰۰۰ سال نوری از زمین قرار گرفته چندان هم دور از انتظار نیست.
البته دلایل دیگری هم برای پشتیبانی از توضیحات ارایه شده برای این تپ‌اختر وجود دارد:
اول آنکه پیدا نکردن همتای دیگری برای منبع اشعه ایکس در تصاویر فروسرخ یا مرئی این نظر را تقویت می‌کند که این منبع یک تپ‌اختر است؛ زیرا این‌گونه اجرام (تپ‌اخترها) در چنان طول‌موج‌هایی بسیار محو هستند. دیگر اینکه درخشندگی منبع در تصاویر نیوتن XMM سال ۲۰۰۳ و تصاویر چاندرا سال ۲۰۱۱ تفاوت واضحی با هم ندارند؛ و این الگویی‌ست که اگر IGR J11014 یک تپ‌اختر باشد، مورد انتظار است. و آخر اینکه طیف اشعه ایکس منبع -به عبارتی: شناسه انرژی آن منبع- با آنچه که مورد انتظار ستاره‌شناسان از یک تپ‌اختر است، شباهت دارد.

این نتایج در شماره ۱۰ می ۲۰۱۲ مجله Astrophysical Journal Letters منتشر شده است. نویسندگان آن جان تامسیک و آرش بداقی (دانشگاه کالیفرنیا، برکلی)، جروم رودریگز و سیلوین چتی (دانشگاه پاریس، ساکلی)، فرناندو کامیلو (دانشگاه کولومبیا)، فرانچسکا فورناسینی (یو سی برکلی) و فرهید راحوئی (مرکز اخترفیزیک هاروارد اسمیت‌سونیان) می‌باشند.
مرکز پرواز فضایی مارشال متعلق به ناسا، برنامه چاندرا را برای مرکز ماموریت علمی ناسا در واشنگتن اداره می‌کند. رصدخانه اخترفیزیک اسمیت‌سونیان، عملکرد علمی و پروازی چاندرا را از کمبریج در ماساچوست هدایت می‌کند.

اعتبار عکس:X-ray: NASA/CXC/UC Berkeley/J. Tomsick et al and ESA/XMM-Newton; Optical: DSS, 2MASS/UMass/IPAC-Caltech/NASA/NSF


نوشته: جنت اندرسون Janet Anderson و مگان واتزکی Megan Watzke
۲۰۱۲/۰۶/۲۸

منبع: URL:http://www.nasa.gov/mission_pages/chandra/multimedia/fast_pulsar.html. Accessed: 2012-06-30. (Archived by WebCite® at http://www.webcitation.org/68o9JFMxd)