اخترشناسان اخیراً با کمک تلسکوپ رادیویی قدرتمند «میرکات» موفق به کشف ۱۵ تپاختر میلیثانیهای جدید در خوشه کروی ۴۷ توکانا شدهاند؛ خوشهای ستارهای که در فاصله حدود ۱۳ هزار سال نوری از زمین قرار دارد و از نزدیکترین خوشههای کروی به سیاره ما محسوب میشود. این کشف از نظر علمی اهمیت بسیار زیادی دارد، زیرا میتواند اطلاعات ارزشمندی درباره رفتار ستارگان نوترونی، ساختار خوشههای کروی و حتی تحول ستارگان در اختیار دانشمندان قرار دهد. با این حال، پژوهشگران تأکید کردهاند که برای شناخت بهتر این اجرام شگفتانگیز، مطالعات و رصدهای بیشتری لازم خواهد بود.
تپاخترها یا «پولسارها» در واقع نوعی ستاره نوترونی هستند که پس از انفجار یک ستاره عظیم در قالب ابرنواختر به وجود میآیند. این اجرام قطر بسیار کوچکی دارند و معمولاً اندازه آنها حدود ۲۰ کیلومتر است، اما جرمشان میتواند حدود یک و نیم برابر جرم خورشید باشد. به همین دلیل، چگالی آنها فوقالعاده زیاد است؛ بهطوریکه تنها یک قاشق چایخوری از ماده تشکیلدهنده یک ستاره نوترونی میتواند میلیاردها تُن وزن داشته باشد. تپاخترها با سرعت بسیار زیادی به دور خود میچرخند و در حین چرخش، پرتوهایی از امواج رادیویی یا دیگر تابشهای الکترومغناطیسی منتشر میکنند. هنگامی که این پرتوها در مسیر زمین قرار میگیرند، اخترشناسان آنها را به شکل پالسهای منظم دریافت میکنند و به همین دلیل نام «پولسار» یا تپاختر برای آنها انتخاب شده است.
در این پژوهش جدید، تیمی از اخترشناسان به سرپرستی «ویوی چِن» از مؤسسه ماکس پلانک برای اخترشناسی رادیویی در شهر بن آلمان، موفق شدند ۱۵ تپاختر میلیثانیهای جدید را شناسایی کنند. تپاخترهای میلیثانیهای نوع خاصی از پولسارها هستند که سرعت چرخش فوقالعاده بالایی دارند و میتوانند صدها بار در هر ثانیه به دور خود بچرخند. دوره چرخش این اجرام تازه کشفشده بین ۱٫۸۸ تا ۱۳٫۰۳ میلیثانیه است؛ یعنی برخی از آنها در کمتر از دو هزارم ثانیه یک دور کامل میزنند. چنین سرعتی باعث میشود این ستارگان در زمره سریعترین اجرام شناختهشده در جهان قرار بگیرند.
دانشمندان همچنین اعلام کردند که از میان این ۱۵ تپاختر جدید، ۱۲ مورد در سامانههای دوتایی قرار دارند. این یعنی هر یک از آنها همراه با یک ستاره همدم کمجرم در حال گردش هستند. وجود ستاره همدم اهمیت زیادی دارد، زیرا اخترشناسان معتقدند بسیاری از تپاخترهای میلیثانیهای در اثر انتقال ماده از ستاره همدم به ستاره نوترونی به این سرعت چرخش رسیدهاند. در واقع، زمانی که ماده از ستاره همراه به سمت ستاره نوترونی کشیده میشود، انرژی و تکانه زاویهای به آن منتقل شده و باعث افزایش سرعت چرخش آن میشود. سه تپاختر دیگر نیز بهصورت منفرد و بدون همدم شناسایی شدهاند.
با این کشفیات تازه، تعداد تپاخترهای تأییدشده در خوشه ۴۷ توکانا اکنون به ۴۲ عدد رسیده است. این خوشه کروی یکی از متراکمترین محیطهای ستارهای در کهکشان راه شیری محسوب میشود و وجود تعداد زیادی تپاختر در آن، نشان میدهد که برخوردها و تعاملات گرانشی میان ستارگان در چنین محیطهایی میتواند نقش مهمی در شکلگیری سامانههای دوتایی و تولید تپاخترهای میلیثانیهای داشته باشد. پژوهشگران امیدوارند که با ادامه رصدها، تعداد بیشتری از این اجرام را کشف کنند و درک بهتری از نحوه تشکیل و تکامل آنها به دست آورند.
تلسکوپ رادیویی میرکات که در آفریقای جنوبی قرار دارد، نقش بسیار مهمی در این کشف ایفا کرده است. این تلسکوپ یکی از پیشرفتهترین ابزارهای رصد رادیویی جهان به شمار میرود و حساسیت بسیار بالایی در شناسایی سیگنالهای ضعیف رادیویی دارد. به کمک این قابلیت، دانشمندان توانستند پالسهای بسیار ضعیف و سریعی را که از این تپاخترها منتشر میشد، ثبت و تحلیل کنند.
اگرچه این تپاخترهای تازه کشفشده بسیار سریع هستند، اما رکورد سریعترین تپاختر شناختهشده جهان همچنان در اختیار «PSR J1748-2446ad» است. این تپاختر در فاصله حدود ۱۸ هزار سال نوری از زمین قرار دارد و در هر ثانیه ۷۱۶ بار به دور خود میچرخد. چنین سرعت خارقالعادهای نشان میدهد که جهان هنوز مملو از پدیدههایی است که مرزهای دانش بشر را به چالش میکشند.
به طور کلی، کشف این ۱۵ تپاختر جدید نهتنها دستاورد مهمی برای اخترشناسی رادیویی محسوب میشود، بلکه میتواند در آینده به دانشمندان کمک کند تا درباره گرانش شدید، رفتار ماده در چگالیهای فوقالعاده بالا و حتی نظریههای مربوط به فیزیک بنیادی اطلاعات بیشتری به دست آورند.
