كيف توقظ الكتلة البركان المغناطيسي في النجم النيوتروني ✛

الأصل: "Beyond Spin: QCD Magnetars"
· Rachid Ouyed
arXiv:2607.17556v1 · 2026-07-20 · CC BY 4.0 · 2 دقيقة
كتلة النجم النيوتروني، لا دورانه، هي التي تلد الوحوش المغناطيسية.

في عام 2024، التقط تلسكوب CHIME خلال ساعة واحدة أكثر من 700 التدفق الراديوي السريع من النجم النيوتروني واحد. كان هذا نجم مغناطيسي فائق النشاط — نجم بمجال مغناطيسي يبلغ 10¹⁵ غاوس (بينما يبلغ مجال مغناطيس الثلاجة حوالي 100 غاوس). السر الرئيسي وراء هذه القوة هو «بركان خامد» في الداخل.

إذا وُلد النجم النيوتروني بكتلة أكبر من 2,1 كتلة شمسية، تظهر في مركزه نواة من الكواركات — الجسيمات التي تتكون منها البروتونات والنيوترونات. ما دام النجم يدور بسرعة (دورته أقصر من 5,5 ميلي ثانية)، تبقى هذه النواة هادئة. الدوران، مثل الطوق، يكبح جماحها. لكن مع مرور الزمن، يؤدي تطور النجوم إلى التباطؤ. عندما تطول الدورة لتصل إلى الحد الحرج، ينخفض الضغط وتنفجر النواة — يحدث التحول الطوري، يشبه تحول الماء إلى جليد، لكن هنا تتفكك النيوترونات إلى كواركات حرة. تصطف الكواركات بنظام صارم وتصبح مغناطيساً دائماً بالغ القوة. في هذه اللحظة، يتولد في الداخل مجال يبلغ 10¹⁸ غاوس.

طاقة المجال المغناطيسي في سنتيمتر مكعب واحد من هذه النواة تضاهي الطاقة التي تشعها الشمس طوال قرن كامل.

يندفع هذا المجال نحو الخارج، فيظهر على السطح نجم مغناطيسي بمجال يبلغ نحو 10¹⁵ غاوس. يمكن لانفجار البركان المستيقظ أن يفسر العديد من الظواهر الكونية. إذا حدث داخل غلاف كثيف، يرى الفلكيون مستعراً أعظم فائق السطوع. وإذا اخترق الإشعاع البقايا، يُرصد تدفق راديوي سريع. المادة المقذوفة، الغنية بالنيوترونات، تُنتج عناصر ثقيلة عبر التخليق النووي وتُولّد كيلونوفا — وهجاً تحت أحمر خافتاً. أحياناً، تنطلق أثناء ذلك نفاثة من الجسيمات، ويُشاهد انفجار غاما. ويمكن دراسة هذه الأحداث في نطاقات مختلفة في آنٍ واحد — وهذا هو علم الفلك متعدد الرسل (Multi-messenger Astronomy).

وكان Fritz Zwicky قد افترض أن النجوم النيوترونية تولد في المستعرات العظمى، بينما اكتشفت Jocelyn Bell Burnell في عام 1967 أول النجوم النابضة. لاحقاً، بيّن Subrahmanyan Chandrasekhar أن للنجوم حداً للكتلة تنهار بعده. والآن، يحدد العتبة الحرجة نفسها — حوالي 2,1 كتلة شمسية — ما إذا كان البركان المغناطيسي سيستيقظ داخل النجم النيوتروني. هكذا، تعلن العمالقة التي ظلت خامدة لعقود عن نفسها بتوهجات ساطعة، ويستعد الفلكيون لرصد يقظتها.

المجال المغناطيسي في النواة المستيقظة قوي لدرجة أنه لو ملأ الأرض، لساوت طاقته كل الطاقة التي تشعها الشمس على مدى مليار سنة.

t_{\rm NS,SpD} \simeq 6.3\times 10^{4}\, {\rm yr} \times \left(\frac{P_0}{0.2\, {\rm s}}\right)^2 \left(\frac{B_0}{10^{12.5}\, {\rm G}}\right)^{-2}
الزمن الذي تتضاعف فيه فترة الدوران تحت تأثير الإشعاع المغناطيسي ثنائي القطب (magnetic dipole radiation).
t'_{\rm HS,SpD} \sim 12.7\, {\rm yr} \times \left(\frac{P_{\rm HS}}{0.28\, {\rm s}}\right)^2 \left(\frac{B_{\rm HS}}{10^{15}\, {\rm G}}\right)^{-2}
الزمن الذي يستهلك فيه نجم QCD المغناطيسي طاقته الدورانية بعد الكوارك-نوفا.
العلماء
Albert EinsteinBarry BarishKip ThorneRichard FeynmanRussell HulseSubrahmanyan Chandrasekhar
المفاهيم
هايبرون مستعر أعظم مغناطيسي دوراني بلازما كوارك-غلوون الكيلونوفا تخليق العناصر في المستعرات العظمى انبعاث الضوء من النجم النيوتروني نجم كواركي كروموديناميكا الكم اندماج انفجار أشعة غاما نبضات المغناطيسار في انفجارات أشعة غاما باريون النجم النابض الراديوي النجم النابض تخليق نووي نجمي الأشعة السينية لف مغزلي نووي سديم السرطان التفاعل القوي هادرون نيوترينو أثري