نجم حرارته 2.3 مليون درجة مئوية يُعدّ «بارداً جداً» مقارنةً بعمره

يعادل 1.4 شمس مضغوطة في كرة قطرها يصل إلى 30 كيلومتراً

النجم النيوتروني «البارد» (ناسا)
النجم النيوتروني «البارد» (ناسا)
TT

نجم حرارته 2.3 مليون درجة مئوية يُعدّ «بارداً جداً» مقارنةً بعمره

النجم النيوتروني «البارد» (ناسا)
النجم النيوتروني «البارد» (ناسا)

يعدُّ النجم النيوتروني «J0205»، البالغ عمره 841 عاماً فقط، وحرارته 2.3 مليون درجة مئوية، بارداً جداً إلى حدّ لا يتوافق مع عدد كبير من النماذج التي تفسّر برودة هذه الأجسام الكونية الفريدة، وفق دراسة أجراها علماء فلك إسبان.

والنجم النيوتروني هو ما بقي من انفجار نجم ضخم في نهاية حياته. وإذا تجاوزت هذه البقايا كتلة معيّنة، تتحوّل ثقباً أسود. وما دون هذه الكتلة يصبح نجماً نيوترونياً. وهذا النجم جسم ذو كثافة هائلة، يعادل 1.4 شمس مضغوطة في كرة يبلغ قطرها من 20 إلى 30 كيلومتراً. وبدوران يبلغ 15 دورة في الثانية يولّد مجالاً مغناطيسياً قوياً، يصاحبه انبعاث أشعة سينية.

يحمل هذا الجزء الكوني الدوّار «معلومات فريدة عن خصائص المادة وسلوكها في الظروف القاسية للكثافة والمجالات المغناطيسية»، وفق الدراسة التي نشرتها مجلة «نيتشر أسترونومي»، ونقلتها وكالة الصحافة الفرنسية.

وهذه الظروف لا يمكن إنتاج ما يُشبهها في المختبر، وقد أنشأ الفيزيائيون نماذج لها، تُسمَّى معادلات الحالة. فهي تتيح وصف العمليات التي تحدث في قلب هذه النجوم، في الحالات التي تتفكّك فيها نوى الذرات، وتتصرّف مكوّناتها بطرق غريبة.

ومن خلال الاطّلاع على ما رصده التلسكوبان الفضائيان «إكس إم إم نيوتن»، و«تشاندرا» المخصَّصان لاكتشاف النجوم النيوترونية، حدَّد فريق علماء الفلك الإسبان 3 منها تتميّز عن البقية.

وأوضح المُعدّ المشارك للدراسة، عضو «معهد برشلونة لعلوم الفضاء»، الدكتور أليسيو مارينو، أنّ «درجة حرارتها مرتفعة جداً على الورق، لكنها باردة على نحو غير مألوف بالنسبة إلى صغر عمرها». وليس هذا الفارق قليلاً؛ لأنّ حرارتها تصل على الأقل إلى نصف حرارة النجوم النيوترونية من العمر عينه.

عادة، يولد النجم «عند حرارة تبلغ نحو 500 مليار درجة، وبعد دقائق، تنخفض إلى أقل من 10 مليارات درجة»، وفق مديرة البحوث في «المركز الوطني للبحوث العلمية» في «مرصد ستراسبورغ»، ميكايلا أورتيل، المتخصّصة في مجال الكائنات المدمجة. وتنخفض درجة الحرارة هذه بشكل حادّ مع تقدُّم عمر هذه النجوم، بعد مليون عام.

وفي النموذج الحالي، تولّى علماء الفلك احتساب منحنيات التبريد وفق العمر؛ مما يسمح بمقارنتها بالنجوم النيوترونية. وحدّدوا هذا العمر عبر مراقبة السحابة المتبقّية من الانفجار الأصلي الذي شهد ولادة النجوم.

وأظهرت حساباتهم أنّ أصغرها وهو «J0205»، يبلغ 841 عاماً، وهو تاريخ تؤكده الروايات التاريخية لمراقبي السماء في العصور الوسطى.

أما الآخران فيبلغ عمر الأول 7700 عام، والآخر بين 2500 و5000 عام، مع درجات حرارة تبلغ 1.9 و4.6 مليون درجة على التوالي، أي على الأقلّ ضعف حجم النجوم النيوترونية المعاصرة.

ومع ذلك، فإنّ «تبريد النجم أمر حساس حقاً لتركيبته الداخلية»، وخصوصاً نسبة النيوترونات مقارنة بالبروتونات، وفق ميكايلا أورتيل التي لم تُشارك في الدراسة.

وخلصت الدراسة إلى أنه بالنسبة إلى النجوم النيوترونية قيد النظر، يجب أن تتضمّن هذه النماذج آلية تبريد سريعة، مرتبطة بتركيبة النجم.

تتعلّق أهمية هذه الدراسة بالفيزياء الأساسية، وتكمن في كونها تتيح، خصوصاً فهم التفاعل القوي، وهو إحدى القوى الأساسية التي تحكم المادة في الصغر اللامتناهي. ولكن أيضاً الفيزياء الفلكية، وبالتالي الكبر اللامتناهي.


مقالات ذات صلة

هلاك محقق للبشرية... كوكب صخري يرسم صورة للمستقبل البعيد للحياة على الأرض

علوم «القزم الأبيض»... أول كوكب صخري يجري رصده وهو يدور حول نجم يشرف على نهايته (رويترز)

هلاك محقق للبشرية... كوكب صخري يرسم صورة للمستقبل البعيد للحياة على الأرض

يقدم أول كوكب صخري يجري رصده وهو يدور حول نجم يشرف على نهايته، ويسمى قزماً أبيض، لمحة عما قد يكون عليه كوكب الأرض بعد مليارات السنين.

«الشرق الأوسط» (واشنطن)
يوميات الشرق رسم توضيحي للمسبار «تشانغ إيه - 5» الصيني (شبكة تلفزيون الصين الدولية)

عيّنات توثّق التاريخ البركاني للجانب البعيد من القمر

أعلن فريق من العلماء الصينيين عن تحليل ودراسة عينات قمرية جُمعت بواسطة مهمة «تشانغ إيه - 6»، وهي أول عينات تُحلَّل من الجانب البعيد للقمر.

«الشرق الأوسط» (القاهرة)
يوميات الشرق سيبقى القمر الجديد في الفضاء من يوم 29 سبتمبر ولمدة شهرين تقريباً (إ.ب.أ)

علماء يتوقعون ظهور قمر ثانٍ حول الأرض خلال أيام

توقّعت مجموعة من العلماء ظهور قمر ثانٍ حول الأرض خلال أيام، مشيرة إلى أنه سيبقى لفترة وجيزة فقط.

«الشرق الأوسط» (لندن)
علوم الأقمار الاصطناعية الصينية تراوغ أقمار الرصد الأميركية

الأقمار الاصطناعية الصينية تراوغ أقمار الرصد الأميركية

يستكشف بحث أميركي جديد ما يعرفه الصينيون عن برنامج التجسس الأميركي

يوميات الشرق العلماء يقترحون أن قشرة الكوكب امتصت جزءاً كبيراً من الغلاف الجوي المفقود للمريخ (رويترز)

علماء يكشفون حقيقة ما حدث للغلاف الجوي المفقود للمريخ

عندما فقد المريخ غلافه الجوي قبل مليارات السنين، تحول من كوكب كان من الممكن أن يدعم الحياة إلى عالم صحراوي بارد.

«الشرق الأوسط» (واشنطن)

نباتات اصطناعية تُنقّي الهواء وتُولّد الكهرباء

نموذج تطبيقي للتكنولوجيا الجديدة (جامعة بينغهامبتون)
نموذج تطبيقي للتكنولوجيا الجديدة (جامعة بينغهامبتون)
TT

نباتات اصطناعية تُنقّي الهواء وتُولّد الكهرباء

نموذج تطبيقي للتكنولوجيا الجديدة (جامعة بينغهامبتون)
نموذج تطبيقي للتكنولوجيا الجديدة (جامعة بينغهامبتون)

طوَّر فريق بحثي من جامعة «بينغهامبتون» الأميركية، نباتات اصطناعية قادرة على أن تتغذّى على ثاني أكسيد الكربون، وتُطلق الأكسجين وتُولّد قدراً محدوداً من الطاقة الكهربائية؛ يأمل الباحثون أن تزيد معدلاته في المستقبل.

وأعاد أستاذ جامعة «بينغهامبتون» سوكهيون تشوي، وطالبة الدكتوراه مريم رضائي، استخدام بحوثهما حول البطاريات الحيوية التي تستمدّ طاقتها من كائنات حيّة مثل البكتيريا، في تطبيق فكرة جديدة للنباتات الاصطناعية التي يمكنها التغذّي على ثاني أكسيد الكربون، وإطلاق الأكسجين وتوليد القليل من الطاقة، وفق نتائج دراستهما المنشورة في مجلة «أدفانسد سيستنابل سيستمز» المعنيّة بنشر بحوث نُظم الاستدامة المتقدمة.

وقال تشوي، وهو عضو هيئة التدريس في كلية «توماس جيه واتسون للهندسة والعلوم التطبيقية» في جامعة بينغهامبتون: «بعدما مررنا بفترة انتشار وباء (كوفيد-19)، نعلم بشكل خاص أهمية جودة الهواء الداخلي في أي منشأة».

وأضاف في بيان نُشر، الجمعة، على موقع الجامعة: «يمكن لعدد من الأشياء التي نستخدمها في حياتنا أن تولّد مواد سامّة جداً، مثل مواد البناء والسجاد. نتنفّس ونستنشق هذه السموم بشكل مباشر، كما يؤدّي إطلاقها إلى تراكم مستويات ثاني أكسيد الكربون في الجوّ. وثمة مخاطر تأتي من عمليات الطهي، في حين يتسلّل بعضها إلينا من الخارج».

باستخدام 5 خلايا شمسية بيولوجية تتضمّن بكتيريا التمثيل الضوئي الخاصة بها، ابتكر تشوي ومريم رضائي ورقة اصطناعية «كانت في البداية لمجرّد المتعة وقضاء الوقت في ابتكار شيء مفيد»، ثم أدركا أنّ هذا المفهوم الجديد يمكن أن تكون له آثار وتطبيقات أوسع.

لقد بنيا أول تطبيق تكنولوجي لهما بـ5 أوراق، ثم اختبرا معدلات التقاطه لغاز ثاني أكسيد الكربون الضار من الأجواء المحيطة وقدرته على توليد الأكسجين المفيد في المقابل.

ورغم أنّ عملية توليد الطاقة من هذه التكنولوجيا الجديدة يُقدَّر بنحو 140 ميكروواط فقط، مما يعدّ مجرّد فائدة ثانوية، فإن تشوي يأمل في تحسين هذه التكنولوجيا لتحقيق إنتاج يزيد، في حده الأدنى، على 1 ملي واط. ويريد أيضاً دمج نظام لتخزين الطاقة، مثل بطاريات الليثيوم أيون أو المكثفات الفائقة إلى هذه التكنولوجيا.

وهو ما يعلّق عليه بالقول: «أريد التمكُّن من استخدام هذه الكهرباء المتولّدة لشحن الهاتف المحمول أو استخدامها في عمليات أخرى».

ويضيف: «مع بعض الضبط الدقيق، يمكن أن تكون هذه النباتات الاصطناعية جزءاً من كل منزل. ومن السهل رؤية فوائد هذه الفكرة».

وأشارت الدراسة إلى أنّ الأميركيين يقضون في المتوسط نحو 90 في المائة من وقتهم داخل البيوت وأماكن العمل، وأن الهواء الذي نتنفّسه في العمل أو داخل المدرسة أو المنزل يؤثر في صحتنا، ومعظم أنظمة تنقية الهواء باهظة الثمن ومرهقة وتتطلّب التنظيف المتكرّر.