باستخدام بيانات من مرصد مهمة التصوير والتحليل الطيفي بالأشعة السينية (XRISM)، لاحظ العلماء مؤخرًا BP Crucis، وهو ثنائي للأشعة السينية عالي الكتلة يقع على بعد حوالي 13000 سنة ضوئية في كوكبة Crux الجنوبية. النظام الأساسي للنظام، Wray 977، هو عملاق أزرق فائق تبلغ كتلته حوالي 40 كتلة شمسية وهو كبير جدًا وضخم لدرجة أن الغاز المتأين يتدفق بعيدًا عنه باستمرار. رفيقه هو النجم النيوتروني الصغير GX 301-2، وهو النجم النابض الذي يوجه شعاع أشعته السينية نحو الأرض بفترة 11 دقيقة.
هذه العملية، حيث يقوم Wray 977 بتغذية رفيقه الأصغر باستمرار بالغاز المتأين (أو “الرياح النجمية”)، يتسبب في إطلاق GX 301-2 مشاعل قوية من الأشعة السينية. في حين أن علماء الفلك درسوا ثنائيات الأشعة السينية لفترة طويلة، فهذه هي المرة الأولى التي يلاحظون فيها بشكل مباشر التدفق الخارجي لنجم عملاق يتم التقاطه بواسطة رفيقه المدمج. تسمح هذه الدراسات لعلماء الفلك بفهم أفضل لبعض الظواهر الأكثر تطرفًا في الكون.
تم إجراء الملاحظات من قبل باحثين من قسم علوم الفيزياء الفلكية في مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا، ومركز علوم وتكنولوجيا الفضاء (CSST)، ومركز مانيبال للعلوم الطبيعية (MCRS)، والمعهد الإسرائيلي للتكنولوجيا، والأكاديمية البحرية الأمريكية، ومختبر لورانس ليفرمور الوطني (LLNL)، وجامعات متعددة. ونشرت ورقة تصف النتائج التي توصلوا إليها في المجلة تقدم العلوم.
لاحظ الباحثون هذا النظام باستخدام XRISM في الأول من فبراير عام 2025، بالقرب من نهاية أحد أقوى توهجاته باستخدام أداة Resolve الخاصة بالمرصد. وعلى مدى 16 ساعة، التقط الجهاز أطياف الأشعة السينية المفصلة للغاية وخطوط الامتصاص المتغيرة بسرعة، مثل الحديد عالي التأين. كشفت هذه البيانات بوضوح عن سرعة واتجاه البلازما بالقرب نسبيًا من النجم النابض، وهو أمر لم يشهده علماء الفلك بشكل مباشر من قبل. قالت باحثة جودارد السابقة، نظمة إسلام، وهي الآن أستاذة مساعدة في MCRS في الهند ومؤلفة مشاركة في الورقة:
وكان من الواضح أن هذه الملاحظات كانت رائدة، ولكن في الوقت نفسه كان هذا يعني أن التحليل يجب أن يكون مفصلاً بشكل خاص. يمكننا أن نرى كيف يعمل تيار البلازما الكثيف بالقرب من النجم النيوتروني.
تظهر نتائجهم أن خطوط الامتصاص المرصودة قد تحولت إلى طاقات أقل (منزاحة نحو الأحمر)، مما يشير إلى أن الغاز المتأين كان ينحسر بالنسبة للمراقب. بالإضافة إلى تأكيد أن الرياح النجمية كانت تتدفق نحو النجم النابض، أشار الانزياح الأحمر المرصود إلى سرعة تبلغ حوالي 540.000 كيلومتر في الساعة (335.000 ميل في الساعة). ومن هذا المنطلق، أكد الفريق شيئًا شكك فيه علماء الفلك منذ فترة طويلة بشأن ثنائيات النجوم النابضة.
ووفقا لهذه النظرية السائدة على نطاق واسع، عندما يدخل النجم النابض في تيار من الغاز المتأين، فإنه يكتسحه إلى قرص سميك مضطرب. مثل الأقراص التراكمية حول الثقوب السوداء الهائلة (SMBHs)، يتجه هذا الغاز بشكل حلزوني نحو النجم النابض، ويتم تسخينه إلى درجات حرارة قصوى، وينبعث منه مشاعل قوية من الأشعة السينية. عندما يتحرك النجم النابض داخل التيار، ينهار القرص لأن التيار لم يعد لديه ما يكفي من الزخم الزاوي للحفاظ عليه.
وبمجرد اختفاء القرص، تتدفق البلازما مباشرة إلى النجم النيوتروني، وهو ما تزامنت معه ملاحظات XRISM. عندما يقترب النجم النابض من نهاية التيار، يعود القرص لفترة وجيزة ولكنه يدور في الاتجاه المعاكس ويختفي بالمثل عندما يخرج النجم النابض من التيار. قال بريان ويليامز، عالم مشروع المهمة في ناسا جودارد:
يُعد نظام BP Crucis مختبرًا مثاليًا لدراسة تراكم النجوم النابضة التي تغذيها الرياح، ويُعد مقياس الطيف الحساس عالي الدقة الخاص بـXRISM أداة مثالية لتعزيز فهمنا للعمليات المعنية.
مزيد من القراءة: ناسا
