اخترشناسان با استفاده از تلسکوپهای فضایی هابل و گایا، به بررسی محیط اطراف ستارهی نوترونی SGR 0501+4516 پرداختهاند؛ ستارهای که بهعنوان یک “مگنتار” (magnetar) شناخته میشود. این بررسی نشان میدهد که ما هنوز تصویر روشنی از چگونگی پیدایش مگنتارها نداریم – سرنخی که پیشتر دربارهی سازوکار تولد آنها تصور میکردیم، کاملاً بیارتباط با این مگنتار خاص است.
اما یافتهها، یا بهتر است بگوییم نیافتنها، نشان میدهند که احتمالاً در درکمان از چگونگی شکلگیری مگنتارها اشتباه کردهایم.
ستارگان نوترونی از متراکمترین اجرام کیهان بهشمار میروند و تنها سیاهچالهها از آنها چگالترند. این ستارگان زمانی شکل میگیرند که یک ستارهی پرجرم، سوخت هستهای خود را تمام کرده و دیگر نتواند فشار رو به بیرون را حفظ کند، در نتیجه هستهاش در یک رویداد سهمگین موسوم به ابرنواختر رمبشی هستهای (core-collapse supernova) فرو میریزد.
مگنتار نیز نوعی ستارهی نوترونی است، با یک تفاوت اساسی: میدان مغناطیسی آن نیرومندترین میدان مغناطیسی شناختهشده در جهان است – حدود هزار برابر قویتر از میدان مغناطیسی ستارگان نوترونی معمولی، و یک میلیون میلیارد (یک کوآدریلیون) برابر قویتر از میدان مغناطیسی زمین!
ما هنوز نمیدانیم مگنتارها دقیقاً چگونه شکل میگیرند، اما چون آنها زیرمجموعهای از ستارگان نوترونی هستند، اخترشناسان گمان میکردند که آنها هم باید در پی ابرنواختر رمبشی هستهای به وجود آمده باشند. SGR 0501+4516 به نظر میرسید که مدرکی برای این فرضیه باشد.
زمانی که یک ستارهی پرجرم منفجر میشود، باقیماندههایی از آن ابرنواختر بهجا میماند. موقعیت SGR 0501+4516 بسیار نزدیک به بازماندهای از یک ابرنواختر به نام HB9 است. همچنین در اطراف HB9 هیچ ستارهی نوترونی دیگری شناسایی نشده، بنابراین اخترشناسان منطقی فرض کرده بودند که این دو جرم به هم مرتبطاند.
اما مشاهدات جدید حاصل از ترکیب دادههای تلسکوپ هابل و مأموریت تازهپایانیافتهی گایا، این فرض را بهشدت زیر سؤال برده است.
گایا تلسکوپی فضایی بود که هدف آن ترسیم دقیق نقشهی اجرام کهکشان راه شیری با استفاده از اندازهگیری اختلاف منظر (parallax) بسیار دقیق بود، شامل موقعیت سهبعدی و حرکتهای ویژهی اجرام. تصاویر تلسکوپ هابل که با استفاده از دادههای گایا مرجعدهی شده بودند، به تیم پژوهشی به رهبری اخترشناس اشلی کرایمز از آژانس فضایی اروپا اجازه دادند تا حرکت SGR 0501+4516 را با دقت بالا در آسمان ترسیم کنند.
نتایج نشان داد که سرعت و حرکت این مگنتار بهگونهای است که نمیتواند با بازماندهی ابرنواختر HB9 در ارتباط باشد. افزون بر این، در اطراف آن هیچ بازماندهی دیگری از ابرنواختر دیده نمیشود که بتواند منشأ احتمالی آن باشد.
این یافته میتواند چند معنا داشته باشد:
- نخست اینکه شاید این مگنتار – که تصور میشود حدود ۲۰ هزار سال عمر داشته باشد – در واقع بسیار پیرتر است؛ آنقدر که بازماندهی ابرنواخترش دیگر ناپدید شده باشد. اما این مسئله با نظریههایی که مگنتارها را پدیدههایی موقت با طول عمر دهها هزار سال میدانند، در تناقض است.
- گزینهی دیگر آن است که SGR 0501+4516 از طریق ابرنواختر رمبشی شکل نگرفته باشد، بلکه در نتیجهی یک ادغام کیهانی بهوجود آمده باشد. مثلاً برخورد دو ستارهی نوترونی کمجرم یا حتی ترکیبی از ستارهی نوترونی و یک کوتولهی سفید.
کوتولههای سفید معمولاً دارای ستارگان همراه هستند و از آنها جرم جذب میکنند. اگر مقدار زیادی جرم جذب شود، این جرم اضافی میتواند کوتولهی سفید را ناپایدار کند.
به گفتهی اندرو لِوَن، اخترشناس دانشگاه رادبود هلند و دانشگاه وارویک بریتانیا:
«در حالت عادی، چنین شرایطی باعث میشود که واکنشهای هستهای شعلهور شوند و کوتولهی سفید منفجر شده و اثری از آن باقی نماند. اما طبق برخی نظریهها، در شرایط خاصی، کوتولهی سفید میتواند مستقیماً به یک ستارهی نوترونی تبدیل شود. ما فکر میکنیم SGR 0501 ممکن است اینگونه به دنیا آمده باشد.»
واقعاً دشوار است که در این مورد با قطعیت سخن گفت. اما آنچه روشن بهنظر میرسد، این است که سناریوی ابرنواختر رمبشی حالا کمترین احتمال ممکن برای پیدایش این مگنتار بهحساب میآید، و SGR 0501+4516 به بهترین گزینه برای بررسی مسیرهای جایگزین شکلگیری مگنتارها تبدیل شده است – آنهم در میان کمتر از ۳۰ مگنتار شناختهشده در کهکشان راه شیری!
و این واقعاً شگفتانگیز است.
به گفتهی ناندا رئا، اخترشناس مؤسسه علوم فضایی اسپانیا:
«نرخ تولد مگنتارها و سناریوهای پیدایش آنها، از مهمترین پرسشها در اخترفیزیک پرانرژی هستند – پرسشهایی که با پدیدههای نیرومند و ناپایدار کیهانی مانند انفجارهای پرتو گاما، ابرنواخترهای بسیار درخشان و فورانهای رادیویی سریع در ارتباطاند.»
این یافتهها در نشریهی Astronomy & Astrophysics منتشر شدهاند.
