يقول ميخائيل ميدفيديف من جامعة كانساس، إنها نمط تداخل ناتج عن انكسار الضوء بواسطة كثافات بلازما مختلفة داخل مغناطيس النجم النابض.

<>

إذا كان لديك شاشة ومرت موجة كهرومغناطيسية بجوارها، فإن الموجة لا تنتشر بشكل مستقيم، كما يوضح ميدفيديف [[LINK3]].

في البصريات الهندسية، فإن الظلال التي تلقيها العقبات ستستمر إلى ما لا نهاية – إذا كنت في الظل، فلا يوجد ضوء؛ أما خارج الظل، ترى الضوء. لكن البصريات الموجية تقدم سلوكًا مختلفًا – حيث تنحني الموجات حول العقبات وتتداخل مع بعضها، مما يخلق سلسلة من الحواف اللامعة والخافتة بسبب التداخل البنّاء والتداخل الهدّام.

نبض الكرا crab pulsar هو البقايا المضطربة لسوبرن nova على بعد حوالي 6200 سنة ضوئية، والتي ازدهرت في سماء الأرض في عام 1054 ميلادي. كانت وفاة مذهلة لنجم ضخم طرد مادته الخارجية في عطسة عنيفة. انكمش اللب في مركز النجم – الذي لم يعد مدعومًا بالضغط الخارجي للاندماج – تحت تأثير الجاذبية ليشكل نجمة نيوترونية.

<>

تعتبر هذه الأجسام فائقة الكثافة صغيرة، حيث أن أثقلها يعبئ ما يصل إلى 2.3 مرة من كتلة الشمس في كرة لا يزيد قطرها عن 20 كيلومترًا (12 ميلًا). النجم النابض هو نوع من النجوم النيوترونية التي تطلق نفاثات من الموجات الراديوية من قطبيها. مع دوران النجم بسرعات مذهلة، تكون هذه النفاثات مثل أشعة المنارات التي تمر بجوار الأرض بطريقة تجعل النجم يبدو وكأنه ينبض.

يمتلك نجم السرطان النابض فترة دوران تبلغ حوالي 33 مللي ثانية، مما يعني أنه ينبض حوالي 30 مرة في الثانية.

لقد درس الفلكيون هذا النجم النابض منذ اكتشافه في الستينيات في وسط فقاعة الحطام المتوسع، مما يجعله أول نجم يُربط بثقة بحدث سوبرنوفا. لا يزال يحمل أسراره بعد أكثر من نصف قرن: لم يتم اكتشاف نمط الحمار الوحشي الغامض حتى عام 2007، وكان بالفعل معضلة.

“إنه ساطع جدًا، عبر جميع نطاقات الموجات عمليًا”، يقول مدفيديف. “هذا هو الكائن الوحيد الذي نعرفه الذي ينتج نمط الزيبرا، وهو يظهر فقط في مكون انبعاث واحد من نبضة السرطان. النبضة الرئيسية هي نبضة عريضة النطاق، نموذجية لمعظم النبضات، مع مكونات عريضة النطاق الأخرى الشائعة في النجوم النيوترونية. ومع ذلك، فإن النبضة الفاصلة ذات التردد العالي فريدة من نوعها، حيث تتراوح بين 5 و30 غيغاهرتز – ترددات مشابهة لتلك الموجودة في فرن الميكروويف.”

نظرًا لأننا كنا نراقب النبضة بشكل مكثف لفترة طويلة، فإن هناك ثروة من بيانات المراقبة المتاحة. أخذ مدفيديف هذه البيانات و، مستندًا إلى الافتراض بأن نمط الزيبرا يمثل حافة انكسار، طور نموذجًا يعتمد على بصريات الموجات لحساب كثافة البلازما في النبضة.

قام النموذج بتكرار الملاحظات بدقة، حيث قدم تفسيرًا بارعًا لسلوك النباض الغريب. بينما تتجه موجات الراديو من النباض، اكتشف ميدفيديف أن التفاعلات بين البلازما والمجال المغناطيسي تنتج نمط تداخل انكساري يشبه خطوط زيبرا المتعرجة.

“نمط الانكسار النموذجي سيؤدي إلى إنتاج حواف متباعدة بشكل متساوٍ إذا كان لدينا مجرد نجم نيوتروني كدرع”، يقول ميدفيديف.

“لكن هنا، يولد المجال المغناطيسي للنجم النيوتروني جسيمات مشحونة تشكل بلازما كثيفة، تختلف مع المسافة من النجم. عندما تنتشر موجة راديو عبر البلازما، تمر عبر مناطق مخففة ولكنها تنعكس بواسطة البلازما الكثيفة. هذه الانعكاسات تختلف حسب التردد: الانعكاسات ذات الترددات المنخفضة تعكس عند أشعة كبيرة، مما يلقي ظلًا أكبر، بينما الترددات العالية تخلق ظلالًا أصغر، مما يؤدي إلى تباعد مختلف للحواف.”

يمكن أن يمثل النموذج أداة جديدة لقياس كثافة البلازما داخل الماغنتوسفيرات الخاصة بالنجم النابض وبيئات متطرفة أخرى حيث يمكن العثور على أنماط الانكسار. على الرغم من أنه لا يوجد شيء في السماء يشبه نجم الكرافت النابض، إلا أن هناك أماكن وطرق أخرى يمكن تطبيق النموذج بها.

<>

“نبض السرطان فريد نوعًا ما – فهو شاب نسبيًا وفقًا للمعايير الفلكية، عمره حوالي ألف عام، وذو طاقة عالية، ” يقول ميدفيديف.

“لكنه ليس وحيدًا؛ نحن نعرف عن مئات من النباضات، مع أكثر من اثني عشر منها أيضًا شاب. يمكن أيضًا استكشاف النباضات الثنائية المعروفة، التي تم استخدامها لاختبار نظرية النسبية العامة لأينشتاين، من خلال الطريقة المقترحة. يمكن أن توسع هذه الأبحاث حقًا فهمنا وتقنيات الملاحظة للنباضات، وخاصة الشباب منهم والذين يتمتعون بالطاقة العالية.”

تم نشر البحث في رسائل المراجعة الفيزيائية.

المصدر: المصدر