أرجوحة مغناطيسية للنجوم النيوترونية سريع

الأصل: "Magnetic field dynamics in isolated neutron stars with an external dipole field"
arXiv:2605.22921 · 2026-05-21 · CC BY 4.0 · 2 دقيقة
داخل النجوم النيوترونية، يجد المجال المغناطيسي شكلاً مستقراً بنفسه، يشبه حزماً مضفورة.

النجم النيوتروني هو كرة بحجم مدينة، لكن كتلته تعادل كتلة الشمس بأكملها. يمكن لمجاله المغناطيسي أن يمزق الذرات على مسافة آلاف الكيلومترات. ومع ذلك، ظل لغزاً كيف يُنظَّم هذا المجال داخلياً: هل هو ملتوي في حزم ضيقة أم يشبه خطوطاً مستقيمة تنبعث من القطبين؟

بنى مؤلفو الدراسة نموذجاً حاسوبياً لمثل هذا النجم وشغّلوا الزمن، متتبعين سلوك المجال المغناطيسي على مدى دورات عديدة من "تأرجحه" الخاص. وضعوا داخله مزيجاً من نوعين من المجال: أحدهما مباشر مثل المغناطيس العادي (ثنائي القطب)، والآخر ملتوي في حلقات (طوقي). تراوحت نسبة الجزء الملتوي في التجارب المختلفة من صفر إلى 90 بالمئة من إجمالي الطاقة المغناطيسية.

يمكن أن يكون المجال المغناطيسي في النجم النيوتروني أقوى بمقدار كوادريليون مرة من المجال الأرضي، وهو ما يكفي لمسح بيانات بطاقة مصرفية على مسافة نصف الطريق إلى القمر.

كانت النتيجة قاطعة: مهما كانت نسبة المجال الملتوي المحددة في البداية، فإن النجم نفسه يقودها إلى نفس الشكل المستقر. الدوامات وعدم الاستقرار، التي تشبه تموجات إلقاء حجر في الماء، تخمد بسرعة، خلال زمن "دفعة مغناطيسية" واحدة تقريباً (ما يسمى زمن ألففين). في النهاية، لا تتجاوز النسبة الملتوية عشرة بالمئة من إجمالي طاقة المجال، سواء خارج النجم أو داخله.

هذه "التموجات المغناطيسية" لا تختفي فحسب، بل تحمل الطاقة بعيداً على شكل موجات ثقالية، وهي اهتزازات في نسيج الزمكان نفسه. قد تلتقط كاشفات المستقبل هذه الموجات، وعندها سنسمع النجم وهو يهدئ مجاله.

هذا يشبه حزماً مطاطياً مشدوداً يلتف بنفسه إلى حلقات منتظمة إذا أُطلق: مهما عقدت عليه من عقد، فإنه يصل في النهاية إلى نفس الشكل البسيط. بالنسبة لعلماء الفيزياء الفلكية، هذا مفتاح مهم: يعني أن النجوم النيوترونية طويلة العمر تمتلك دائماً تقريباً هذه البنية المغناطيسية المختلطة، ولكن بجرعات محددة بدقة. وهذا بدوره يفسر لماذا النجوم النابضة، وهي نجوم نيوترونية سريعة الدوران، تومض بإيقاع منتظم: مجالها الخارجي مستقر مثل البندول.

زمن ألففين هو الفترة التي تجتاز فيها "موجة" مغناطيسية النجم من طرف إلى آخر. بالنسبة للنجم النيوتروني، قد يستغرق بضع ثوانٍ فقط، بينما تستمر التغيرات العادية في المجال المغناطيسي للنجوم الأخرى آلاف السنين.

في رواية "بيضة التنين" لروبرت فوروارد، وُصفت حياة على سطح نجم نيوتروني، حيث يعمل المجال المغناطيسي الهائل كمصدر للطاقة وتهديداً مميتاً لكائنات ذكية صغيرة.

العلماء
Albert EinsteinBarry BarishKip ThorneRichard FeynmanRussell HulseSubrahmanyan Chandrasekhar
المفاهيم
حقول مغناطيسية فيزيائية فلكية نبضات المغناطيسار في انفجارات أشعة غاما قزم أبيض مغناطيسي هندسة بلازما المغناطيسار دوران النجم النيوتروني النجم النيوتروني دوران نجمي النجم النابض مغناطيس دائم باطن كوكبي ثنائي قطب النجم النابض الراديوي مغناطيسية داخل النجم مستعر أعظم مغناطيسي دوراني مغناطيسون بور كوكب خارجي أرضي طاقة دورانية بقعة نجمية قشرة