التشتت الراقص: حياة النجم النيوتروني في مللي ثانية ✦
FRB 20250613A — توهج راديوي متكرر، محدد في مجرة قزمة منخفضة المحتوى المعدني. كشفت الأرصاد عن تقلب في التشتت خلال دقائق، وإزالة استقطاب خلال أيام، وانزياحات في مقياس الدوران بمقدار ~300 راديان/م² خلال أسابيع — علامات على بيئة مضطربة ممغنطة. في النبضات متعددة المكونات، تم اكتشاف فاصل متكرر يبلغ حوالي 6.8 ملي ثانية، وهو على الأرجح خاصية داخلية لآلية الإشعاع. بعض التأثيرات على نطاقات الملي ثانية سريعة جدًا لدرجة أنها تشير إلى عمليات بلازما غير خطية ناتجة عن الإشعاع القوي. كل هذا يتوافق مع صورة حيث يكون المصدر مغمورًا في رياح نجمية كثيفة من نجم مرافق من النوع Be.
في عام 2007، سمع علماء الفلك طقعة غامضة من الفضاء استمرت أجزاء من الثانية – هكذا اُكتشفت التدفقات الراديوية السريعة (FRB). ومنذ ذلك الحين، تحولت إلى قضية بوليسية على نطاق كوني: بهذه السطوع كأنها مجرة كاملة، ومضغوطة في لحظة، تنطلق هذه الإشارات عبر الكون بسرعة الضوء. لا تزال طبيعتها مثار جدل محتدم، لكن المصدر المتكرر الجديد FRB 20250613A يلقي الضوء على فيزياء ما وراء الحدود. التُقط التدفق بواسطة التلسكوبات الراديوية ASKAP وMeerKAT وParkes. المجرة الأم صغيرة، بانزياح نحو الأحمر z=0.0987، وتنطبق تمامًا مع قانون هابل، الذي اكتشفه إدوين هابل، وقد تمكن التعرف عليها بواسطة المطيافية البصرية في مرصد Gemini South، حيث ظهرت خطوط الهيدروجين. ومهد الطريق إلى هذه النجوم كل من جوسلين بيل بورنيل، التي اكتشفت أول نجم نابض في عام 1967، وفريتز زفيكي، الذي تنبأ بالنجوم النيوترونية قبل رصدها. أما الآن فيدفعنا FRB 20250613A إلى إعادة النظر في كيفية رقص الموجات الراديوية مع البلازما.
تخيل منارة كونية. النجم النيوتروني هو بقية فائقة الكثافة من مستعر أعظم، تدور بجنون وتلقي بشعاع ضيق. وبالاقتران مع نجم Be ضخم، يخترق هذا الشعاع ريحًا بلازمية كثيفة – وهذا هو الثنائي الذي يمثله FRB 20250613A. تتكرر 'طقطقاته' كل 6.8 مللي ثانية، مثل ومضات كشاف ضوئي، مما يجعله شبيهًا بالنجوم النابضة. لكنها ليست منارة هادئة: فالبلازما المحيطة ملتوية بالحقول المغناطيسية ومضطربة، تشتت الإشارة تارة كالهلام الكثيف، وتارة لا تعيقها كثيرًا. تغير التشتت من 0.14 إلى 7.2 مللي ثانية خلال دقائق، وبين مكونات التدفق الواحد بلغ الفرق 30 مرة. إنها رقصة الفوضى.
أظهر التخليق الاستقطابي أن الموجات تسير عبر كوكتيل مغناطيسي دوار. لكن الأكثر إدهاشًا هو أن خصائص الوسط تعتمد على سطوع التدفق. فالنبضة القوية تدفع إلكترونات البلازما بقوة لدرجة أنها تتسارع إلى سرعات قريبة من سرعة الضوء وتتوقف عن كونها عائقًا. إن القمة الساطعة الأولى تمهد الطريق حرفيًا للقادمات، كالمحراث البلازمي. هذا التأثير، المعامل a0، كان متوقعًا نظريًا، لكنه لم يُرصد بهذا الوضوح من قبل.
بالنسبة للفيزياء، هذا منجم ذهب. FRB 20250613A هو ميدان اختبار لدراسة الإشعاع المترابط في حقول مغناطيسية فائقة القوة والاضطراب البلازمي. لم نعد ننقي الإشارة من التشتت فحسب – بل نستخدم التشتت نفسه كمسبار. بهذه الطريقة يمكننا تحسس الشبكة غير المرئية من الغاز الساخن بين المجرات – أي 'المادة الباريونية المخفية' التي لا تلتقطها التلسكوبات العادية. يجري التخطيط بالفعل لعمليات رصد طويلة الأمد لتوضيح دورية وخصائص الرياح النجمية. وقد تصبح هذه النبضات مسطرتنا الكونية لرسم خرائط الكون – وتتحول كل طقعة إلى مفتاح للغز، مثل خطوة رقص متجمدة في جزء من ألف من الثانية.
🎯 كل طقعة من FRB 20250613A تحمل طاقة يوم شمسي كامل، مضغوطة في جزء من ألف من الثانية. إذا رمشت عينك، فستفوت حوالي مائتي دورة للنجم النيوتروني.