کشفی بی سابقه: درخشش منحصربه فرد CHIME J1634+44 در کهکشان راه شیری

کشف استثنایی: نمایان شدن CHIME J1634+44 در راه شیری

اخترشناسان به‌تازگی از شناسایی جسمی کیهانی با ویژگی‌های خارق‌العاده و رفتار چشمک‌زن عجیب با نام CHIME J1634+44 خبر داده‌اند. این جرم ناشناخته که هزاران سال نوری با ما فاصله دارد، در کهکشان راه شیری واقع شده و به دسته کمیاب ترنزینت‌های دوره‌ای بلندمدت یا LPT تعلق دارد؛ اجرامی که پرتوهایی از خود ساطع می‌کنند اما بازه‌های زمانی این تابش‌ها بلند و غیرقابل پیش‌بینی است.

تا اکنون تنها تعداد محدودی LPT شناسایی شده‌اند اما CHIME J1634+44 حتی در بین این منابع مرموز نیز بی‌مانند است. نور این جرم نه تنها در فواصل بسیار طولانی تغییر می‌کند، بلکه بالاترین میزان قطبش ثبت شده برای چنین جرمی را از خود نشان می‌دهد، که بر پیچیدگی محیط اطراف آن دلالت دارد.

بررسی سیگنال‌ها: دو دوره و افزایش سرعت دوران

یکی از ویژگی‌های اصلی CHIME J1634+44 رفتار منحصر به‌فرد ضربانی آن است. این جسم دو بازه زمانی مشخص در پالس‌های رادیویی خود دارد: دوره نخست هر ۱۴ دقیقه (۸۴۱ ثانیه) و دومین دوره دقیقاً پنج برابر بیشتر، یعنی هر ۷۰ دقیقه (۴۲۰۶ ثانیه) تکرار می‌شود. این تناوب منظم، ساختار پویایی را نشان می‌دهد که شاید شامل دو جرم ستاره‌ای در تعامل باشد.

آنچه این چشمه رادیویی را منفردتر می‌سازد، کوتاه‌تر شدن تدریجی بازه‌های بین پالس‌های آن است؛ در حالی که اغلب این سیگنال‌ها باید با از دست دادن انرژی چرخشی کندتر شوند. این رفتار نشان می‌دهد جرم مورد نظر در حال سرعت گرفتن است، احتمالا به دلیل جذب ماده یا انرژی از یک همراه نزدیک.

دکتر فنگچیو آدام دونگ از رصدخانه گرین بنک، نویسنده اصلی یکی از مقالات جدید، می‌گوید: «ترکیب این دوره‌های زمانی، این منبع را حتی در میان سایر LPTها یکتا می‌کند.»

رمزگشایی از ماهیت ترنزینت‌های دوره‌ای بلندمدت

پژوهشگران معتقدند ترنزینت‌های بلندمدت مانند CHIME J1634+44 از بقایای فوق‌العاده چگال ستاره‌ها- یعنی کوتوله سفید یا ستاره نوترونی- منشا می‌گیرند. این بقایا هسته‌هایی هستند که پس از پایان عمر ستاره و سوخت هسته‌ای، و بیرون راندن لایه‌ها باقی می‌مانند.

کوتوله‌های سفید معمولاً تا ۱.۴ برابر جرم خورشید را در حجمی به اندازه زمین تا ماه فشرده می‌کنند و به کمک اصل تبهگنی الکترون‌ها در برابر فروپاشی مقاومت دارند. اما بقایای پرجرم‌تر به ستاره نوترونی تبدیل می‌شوند؛ اجرامی به جرم تقریباً ۲.۳ برابر خورشید که تنها در کره‌ای به قطر ۲۰ کیلومتر جای می‌گیرند و توسط تبهگنی نوترونی پایدار می‌مانند.

در سامانه‌های دوتایی، هنگامی که این اجسام متراکم با ستاره‌ای نزدیک برهم‌کنش دارند، پدیده‌های شدیدی همچون جذب ماده، فوران‌های قوی و تغییرات سریع در چرخش رخ می‌دهد.

دو نظریه رقیب: ستاره نوترونی یا کوتوله سفید؟

هنوز منشأ واقعی CHIME J1634+44 محل بحث است. تیم دونگ با توجه به پالس‌های رادیویی و شتاب گرفتن چرخش، آن را ستاره نوترونی می‌دانند که احتمالاً همانند یک تپ‌اختر (پولسار) رفتار می‌کند؛ تپ‌اخترها ستاره‌های نوترونی با چرخش سریع هستند که پرتوهایی رادیویی را با نظم زیاد منتشر می‌کنند و گاه با انتقال جرم از همراه خود، شتاب می‌گیرند.

در مقابل، پژوهشی مستقل به سرپرستی دکتر سانِه بلوت از مؤسسه نجوم رادیویی هلند، شواهدی یافت که از سناریویی دیگر پشتیبانی می‌کند. آن‌ها منبع بسیار ضعیف فرابنفشی را در موقعیت CHIME J1634+44 ثبت کردند که با یک کوتوله سفید حدوداً ۷۸درصد جرم خورشید و دمای سطحی بین ۱۵هزار تا ۳۳هزار کلوین مطابقت دارد. این یافته احتمال وجود یک پولسار کوتوله سفید بسیار کمیاب و مشابه نوع ستاره نوترونی را مطرح می‌کند.

الگوی پژوهش‌های آینده و نقش قطبش

ویژگی بسیار متمایز CHIME J1634+44 قطبش کاملاً دایره‌ای در پالس‌های رادیویی آن است؛ پدیده‌ای که پیش‌تر در هیچ یک از LPTها گزارش نشده بود. این علامت جدید شاید نشان دهد سازوکار تولید این سیگنال‌ها کاملا با دیگر باقی‌مانده‌های ستاره‌ای شناخته‌ شده متفاوت است.

اخترشناسان برای رمزگشایی قطعی ماهیت این منبع رادیویی، به رصدهای چندطولی‌موج و مدل‌سازی‌های نظری بیشتر نیاز دارند. این جرم با دو دوره زمانی، شتاب چرخش و قطبش بی‌سابقه‌اش مدل‌های سنتی تحول باقی‌مانده‌های ستاره‌ای را به چالش کشیده است.

دکتر دونگ می‌گوید: «کشف CHIME J1634+44 افق شناخت ما از ترنزینت‌های دوره‌ای بلندمدت را گسترش داده و پرسش‌های تازه‌ای درباره فیزیک ستاره نوترونی و کوتوله سفید مطرح می‌کند. قطعاً تعداد بیشتری از این اجرام خاص در کهکشان ما کشف خواهند شد.»

یافته‌های گروه دونگ در نشریه Astrophysical Journal Letters و مطالعه بلوت نیز در Astronomy & Astrophysics پذیرفته و در arXiv منتشر شده است.

جمع‌بندی

آشکارسازی جرم کم‌نظیر و چشمک‌زن CHIME J1634+44 نقطه عطفی در مطالعه پدیده‌های کیهانی افراطی به شمار می‌رود. چه این منبع یک پولسار کوتوله سفید نادر باشد و چه همدم اعجاب‌برانگیز ستاره نوترونی، کشف آن نیازمند بررسی دوباره نقش باقی‌مانده‌های ستاره‌ای و برهمکنش سیستم‌های دوتایی است. با تداوم رصد و تحلیل این ترنزینت‌های عجیب، CHIME J1634+44 افق نگاه ما به اجسام متراکم و متنوع کهکشان راه شیری را گسترده‌تر خواهد کرد.