النجوم الهائمة في فجوة الكتل سريع

الأصل: "Hybrid stars among mass gap objects are excluded by twin stars at $$1.4\,M_\odot$$"
arXiv:2606.02593 · 2026-05-21 · CC BY 4.0 · 2 دقيقة
علماء الفلك يبحثون عمّن يسكن في «فجوة الكتل» بين النجوم النيوترونية والثقوب السوداء.

في عائلة البقايا فائقة الكثافة للنجوم الميتة، ظلّت فجوة شاسعة زمنًا طويلًا. النجوم النيوترونية — وهي قمم دوّارة بحجم مدينة — نادرًا ما تتجاوز كتلتها كتلتين شمسيتين. أما الثقوب السوداء فتبدأ من حوالي خمس كتل شمسية. وبينهما توجد «فجوة» لم يُعثر فيها على أي جرم لعقود. غير أن الرصدات الحديثة لموجات الجاذبية (gravitational waves) ومن التلسكوبات الراديوية بدأت تملأ هذه الفجوة: فقد اكتُشفت في داخلها أجرام مضغوطة مجهولة الطبيعة.

لقد اختبر مؤلفو المقال فرضية أن تكون هذه الأجرام الهائمة نجومًا هجينة — نجومًا نيوترونية ذات نواة كواركية. في مركز هذا النجم، يكون الضغط هائلًا لدرجة أن النيوترونات «تتحطم» إلى كواركات مكوّنة لها، تمامًا كما تتحطم قشرة البيضة تحت مكبس. هذا الانتقال حادّ، مثل تحوّل الماء إلى جليد عند درجة حرارة واحدة. ولكي يصل النجم الهجين إلى كتلة الفجوة (2.5–5 كتل شمسية)، يجب أن تظهر النواة الكواركية في وقت مبكر بشكل مثير للريبة — بمجرد أن يكتسب النجم كتلة أقل من كتلة شمسية — وأن تكون المادة الكواركية الناتجة صلبة بشكل غير عادي، شبه غير قابلة للانضغاط.

الصلابة هنا ليست مجازًا. كلما كانت المادة أصلب، زاد الضغط عند الانضغاط. بالنسبة للمادة الكواركية في مثل هذه النجوم، يجب أن تكون الصلابة أعلى بعدة مرات من صلابة النوى الذرية.

ثم قارن العلماء هذا السيناريو الغريب بما تظهره القياسات الفعلية لكتل وأنصاف أقطار النجوم النيوترونية. أظهر التحليل البايزي (وهو أسلوب يزن احتمالية السيناريوهات المختلفة استنادًا إلى البيانات) أن الطبيعة تفضّل الخيار الأكثر تواضعًا. فعلى الأرجح، تتشكل النواة الكواركية عند كتلة تبلغ حوالي 1.4 كتلة شمسية — وهي كتلة معتادة للنجوم النيوترونية. وفي هذه الحالة، تظهر «نجوم توأم»: نجمان لهما نفس الكتلة لكن نصف قطر مختلف — أحدهما نيوتروني بحت، والآخر ذو نواة كواركية. إذا وُجد مثل هذين التوأمين، فسيتم استبعاد النجوم الهجينة في فجوة الكتل. وفي الوقت الحالي، المرشحون الرئيسيون في الفجوة هم الثقوب السوداء الخفيفة.

ملعقة صغيرة من مادة النجم النيوتروني تزن مثل جبل إفرست — حوالي مليار طن. وقد تكون النواة الكواركية في داخله أكثر كثافة.

في رواية «بيضة التنين» لروبرت فوروارد، تعيش كائنات ذكية على نجم نيوتروني — بيولوجيتها مبنية على التفاعلات النووية.

العلماء
Bernhard RiemannJoseph WeberKarl SchwarzschildKip ThorneRainer WeissAlbert Einstein
المفاهيم
حد كتلة النجم النيوتروني نجم كواركي انضغاطية جسم مضغوط نسبة الكتلة حد شاندراسيخار بقايا نجمية مستعر أعظم بعدم استقرار زوجي قزم بني صحراء القزم البني غلاف مشترك النجوم الأولى فقير بالمعادن هايبرون نجوم الجيل الثالث سلف أرض فائقة عنقود مفتوح مادة فائقة الكثافة الفضاء بين النجمي