يكشف وميض النجم النابض عن النسيج الخفي للفضاء

أ النجم النابضيكشف الوميض اللطيف كيف ينحني الفضاء بهدوء ويؤخر الإشارات التي نتلقاها من الكون.

لمدة عشرة أشهر تقريبًا، قام العلماء بقيادة معهد سيتي راقب عن كثب النجم النابض PSR J0332+5434 (يُسمى أيضًا B0329+54). كان هدفهم هو رؤية كيف تبدو إشارة الراديو “وميضة” أثناء انتقالها عبر الغاز بين النجم النابض والأرض. وباستخدام مصفوفة تلسكوب ألين (ATA)، جمع الفريق الملاحظات عبر ترددات الراديو التي تتراوح من 900 إلى 1956 ميغاهيرتز. وبمرور الوقت، لاحظوا تغيرات بطيئة ولكن واضحة في هذا النمط المتلألئ، المعروف باسم التلألؤ.

لماذا تعتبر النجوم النابضة ذات قيمة كبيرة لعلماء الفلك

النجوم النابضة هي بقايا كثيفة وسريعة الدوران لنجوم ضخمة أنهت حياتها في انفجارات. أثناء دورانها، فإنها ترسل نبضات راديوية بانتظام غير عادي. وبسبب هذا الإيقاع الثابت وكثافتها وسرعتها الشديدة، يستطيع علماء الفلك استخدام التلسكوبات الراديوية الحساسة لتسجيل أوقات الوصول الدقيقة لكل نبضة. يمكن لهذه القياسات الدقيقة أن تكشف عن أنماط دقيقة مرتبطة بظواهر مثل التردد المنخفض موجات الجاذبية.

الرحلة عبر الفضاء تعقد الأمور. يمكن للغاز الموجود بين النجوم أن يبعثر موجات الراديو، وينشرها ويؤخرها قليلًا عندما تصل كل نبضة إلى الأرض. يمكن أن تكون هذه التأخيرات صغيرة جدًا، وأحيانًا عشرات النانو ثانية فقط (النانو ثانية هي جزء من مليار من الثانية). يعد تعلم كيفية قياس وتصحيح تأخيرات التحول هذه أمرًا أساسيًا للحفاظ على دقة توقيت النجم النابض قدر الإمكان.

كيف يجعل الفضاء بين النجوم الإشارات تومض

تتصرف إشارات النجم النابض بشكل يشبه إلى حد كبير ضوء النجوم الذي يُرى من الأرض. مثلما تبدو النجوم وكأنها تتلألأ بسبب الغلاف الجوي للأرض، فإن موجات الراديو النابضة تومض أيضًا أثناء مرورها عبر الفضاء. تتسبب سحب الإلكترونات الموجودة بين النجم النابض والأرض في تكوين الإشارة على شكل بقع ساطعة ومعتمة عبر ترددات راديوية مختلفة. تتغير هذه الأنماط بمرور الوقت مع تحرك النجم النابض وانجراف الغاز وانتقال الأرض عبر الفضاء.

يؤثر هذا التلألؤ المتغير على وقت وصول كل نبضة. يسير الوميض الأقوى جنبًا إلى جنب مع تأخيرات توقيت أكبر. من خلال مراقبة أحد النجوم النابضة الساطعة والقريبة بشكل متكرر، تمكن الباحثون من تتبع كيفية تحول هذه الأنماط وتحويلها إلى تصحيحات توقيت دقيقة. ويمكن بعد ذلك تطبيق هذه التصحيحات على التجارب التي تعتمد على قياسات دقيقة للغاية للنجم النابض.

الآثار المترتبة على SETI والمجالات الأخرى

قال غرايس براون، قائد المشروع، والمتدرب في معهد SETI: “النجوم النابضة هي أدوات رائعة يمكن أن تعلمنا الكثير عن الكون وحياتنا النجمية”. “إن مثل هذه النتائج لا تساعد فقط في علم النجوم النابضة، بل في مجالات أخرى من علم الفلك أيضًا، بما في ذلك مشروع SETI.”

كل إشارة راديوية تمر عبر الوسط البينجمي تواجه مستوى معينًا من التلألؤ. بالنسبة للباحثين في SETI، يمكن أن يكون الوميض الملحوظ مفيدًا لأنه يساعد في فصل الإشارات التي أنشأتها التكنولوجيا البشرية عن تلك التي تنشأ خارج نظامنا الشمسي.

تكشف المراقبة طويلة المدى عن دورات مخفية

اعتمدت دراسة ATA على نطاق واسع من الترددات الراديوية والعديد من جلسات المراقبة القصيرة). كل يوم تقريبًا لمدة 300 يوم تقريبًا، قام الفريق بقياس عرض النطاق الترددي للتلألؤ (حجم النقاط المضيئة في النمط المتلألئ). ووجدوا أن قوة التلألؤ تتغير على مدى فترات تتراوح من أيام إلى أشهر. أشارت البيانات أيضًا إلى تباين إجمالي يتكشف على نطاق زمني يبلغ حوالي 200 يوم.

قدم الباحثون أيضًا تقنية جديدة وأكثر موثوقية لتقدير كيفية زيادة التلألؤ مع التردد الراديوي. استفاد هذا الأسلوب من تغطية الترددات الواسعة لـ ATA.

لماذا كانت مصفوفة تلسكوب ألين ضرورية

قالت الدكتورة صوفيا شيخ، المؤلفة المشاركة وعالمة أبحاث Technosignature في معهد SETI: “تم تصميم مصفوفة تلسكوب Allen بشكل مثالي لدراسة وميض النجوم النابضة نظرًا لنطاقها الترددي الواسع وقدرتها على الالتزام بالمشاريع التي تحتاج إلى التشغيل لفترات طويلة من الزمن”.

من خلال متابعة كيفية تغير إشارة النجم النابض أثناء عبوره الفضاء، توفر هذه الملاحظات نظرة ثاقبة للنجم النابض نفسه، وحركة الأرض، والمواد الموجودة بينهما. تساعد هذه المعرفة العلماء على التمييز بشكل أفضل بين التداخل الراديوي العادي والإشارة التي يمكن أن يكون لها أصل اصطناعي.

المرجع: “مراقبة التلألؤ على المدى الطويل في النجم النابض J0332+5434” بقلم غرايس سي. براون، وصوفيا زي شيخ، ولويجي ف. كروز، ووائل فرح، وفيشال جاجار، وكريستيان جيلبرتسون، وبراندون جريمالدو، ومايكل تي لام، وصوفيا إل ماركيز، وماورا ماكلولين، وألكسندر دبليو بولاك، وأندرو سيميون، وجورميهار سينغ. 10 ديسمبر 2025, ال مجلة الفيزياء الفلكية.
دوى: 10.3847 / 1538-4357 / ae0fff

لا تفوت أي اختراق: انضم إلى النشرة الإخبارية SciTechDaily.
تابعونا على جوجل و أخبار جوجل.