دانشمندان قوی‌ترین میدان مغناطیسی جهان را شناسایی کردند

تیم رصدخانه تلفیقی پرتوهای ایکس پرانرژی چین موسوم به «اینسایت HXMT» به تازگی موفق شده با همکاری دانشگاه توبینگن آلمان قوی‌ترین میدان مغناطیسی تاریخ در جهان را به‌طور مستقیم در یک سامانه دو ستاره‌ای شامل یک ستاره نوترونی و یک ستاره همراه شناسایی کند. در مطالب دیگر، برخی ستاره‌ها مانند ستاره سهیل را بیشتر بررسی کرده‌ایم.

میدان‌های مغناطیسی در ستاره‌های نوترونی فقط از طریق اندازه‌گیری ویژگی‌های پراکندگی رزونانس سیکلوترون (CRSF) قابل تشخیص‌ هستند. تیم اینسایت HXMT خط جذب سیکلوترونی در ستاره نوترونی دوتایی Swift J0243.6+6124 را پیدا کرده و می‌گوید انرژی آن 146 کیلوالکترون ولت است، یعنی میدان مغناطیسی سطحی آن به بیش از 1.6 میلیارد تسلا می‌رسد.

این تیم توانسته مشاهدات پرجزئیاتی از Swift J0243.6+6124 به عنوان اولین تپ‌اختر ابرروشن پرتو ایکس کهکشان راه شیری داشته باشد و خطوط جذب سیکلوترونی آن را شناسایی کند. نتیجه کار نه تنها منجر به کشف قوی‌ترین میدان مغناطیسی تاریخ گشته که به‌طور مستقیم رصد شده بلکه اولین مشاهده خط جذب سیکلوترونی الکترون‌ها در یک منبع ابرروشن پرتو ایکس بوده است.

اولین مدرک از پیچیدگی میدان مغناطیسی ستاره‌های نوترونی

اندازه‌گیری مستقیم میدان مغناطیسی توسط اینسایت HXMT حدود 10 برابر قوی‌تری از اندازه‌گیری‌های تخمینی با روش‌های غیرمستقیم است. این یافته که نتایجش در مجله Astrophysical Journal Letters منتشر شده، اولین مدرک مستدل پیرامون این موضوع است که ساختار میدان مغناطیسی ستاره‌های نوترونی پیچیده‌تر و نامتقارن‌تر از آن چیزی است که پیش‌تر تصور می‌شد.

یک سامانه دوتایی پرتو ایکس شامل یک ستاره نوترونی و یک ستاره همراه است. گاز ستاره همراه درون ستاره نوترونی سقوط می‌کند و یک قرص برافزایشی را به وجود می‌آورد. در عوض، پلاسمای قرص برافزایشی همسو با خطوط مغناطیسی سطح ستاره نوترونی قرار می‌گیرد و تابش قدرتمند پرتو ایکس را به وجود می‌آورد. چنین تابشی منجر به بروز سیگنال‌های پالس مقطعی پرتو ایکس می‌شود و پدیده‌ای به نام تپ‌اختر برافزایشی پرتو ایکس را ایجاد می‌کند.

رصدهای قبلی نشان داده بودند که این تپ‌اخترها در طیف تابش پرتو ایکس خود دارای ساختارهای جذب خاصی موسوم به خطوط جذب سیکلوترون هستند. این ساختارها احتمالا بر اثر پراکندگی رزونانت (یا تشدید شده) به وجود می‌آیند و باعث جذب پرتو ایکس در میدان‌های مغناطیسی قوی می‌شوند.