لماذا لا تدور النجوم النابضة أسرع من الخلاط؟ ✛

الأصل: "Sub-Millisecond Pulsars: Missing or Impossible?"
arXiv:2608.23704v1 · 2026-08-24 · CC BY 4.0 · 1 دقيقة
أسرع نجم نابض يدور 716 دورة في الثانية، لكن الأسرع من ذلك غير ممكن: لا توجد مسافة كافية للتسارع.

تخيل قمة دوارة (spinning top) يتم تدويرها بصب الماء عليها. لكي تدور القمة بسرعة كبيرة، نحتاج إلى الكثير من الماء، لكن إذا صببنا الماء بقوة زائدة، فإنه يتناثر ولا يصل إلى القمة. هكذا الحال مع النجوم النابضة: إنها نجوم فائقة الكثافة تتسارع عندما تسقط عليها مادة من نجم مجاور. أسرع نجم نابض معروف يدور 716 دورة في الثانية، أي أسرع من خلاط المطبخ. لكن لكي يدور أسرع من ذلك، يحتاج إلى اكتساب كتلة تعادل ربع كتلة الشمس. النجم المجاور لا يستطيع إعطاء هذه الكمية من المادة ببطء كافٍ: فهو إما خفيف جدًا أو يعيش فترة قصيرة جدًا.

حتى لو وُجد مثل هذا النجم النابض فائق السرعة، فسيتباطأ بسرعة بسبب فقدان الطاقة، مثل قمة دوارة توقف تدويرها.

تحقق العلماء: هل من الممكن أن توجد مثل هذه النجوم النابضة لكننا لا نراها؟ أضافوا إلى بيانات التلسكوب آلاف النجوم النابضة الاصطناعية فائقة السرعة وراقبوا ما إذا كانت البرامج ستلتقطها. اتضح أن النجوم الساطعة كانت ستُلتَقط بالتأكيد. إذن، هي غير موجودة فعلًا، أو أنها تختفي بسرعة كبيرة. هذا مثل البحث عن بطل ركض 100 متر في 8 ثوانٍ، لتكتشف أن تحقيق هذه النتيجة يتطلب مسافة تسارع أطول مما يسمح به الملعب.

أسرع نجم نابض معروف PSR J1748-2446ad يدور 716 دورة في الثانية، أي أسرع من خلاط المطبخ. إذا كان بحجم الأرض، لكانت نقطة على خط استوائه تتحرك بسرعة حوالي 0.24 من سرعة الضوء.

في رواية «بيضة التنين» لروبرت فوروارد، يدور نجم نيوتروني بسرعة كبيرة لدرجة أن كائنات تعيش على سطحه تدرك الزمن بشكل مختلف. النجم النابض دون المللي ثانية سيكون جسمًا أكثر تطرفًا، لكن الفيزياء تُظهر أن مثل هذه النجوم لا يمكنها البقاء لفترة طويلة.

P_{eq} \simeq 1.40 \, \text{ms} \, B_8^{6/7} \left( \frac{\dot{M}}{0.1 \dot{M}_{\text{Edd}}} \right)^{-3/7} M_{1.4}^{-5/7} R_{13}^{18/7}
الفترة التي يتوازن عندها العزم المغناطيسي مع عزم التراكم؛ تعتمد على المجال المغناطيسي، ومعدل التراكم، والكتلة، ونصف القطر.
\Delta M_{\text{eq}} \simeq 0.22 \, M_\odot \, \frac{(M/M_\odot)^{1/3}}{P_{\text{ms}}^{4/3}}
الكتلة اللازمة لتسريع النجم النيوتروني حتى الفترة P_ms؛ لفترة 1 مللي ثانية يلزم حوالي 0.25 كتلة شمسية.
P_H \simeq 0.0619 \, \text{ms} \, \left( \frac{M}{M_\odot} \right) \frac{1 + \sqrt{1 - a_*^2}}{a_*}
زمن دوران الزمكان المميز عند أفق الثقب الأسود؛ لكتلة 10 كتل شمسية وa*=1 يعطي 0.6 مللي ثانية.
العلماء
Enrico FermiPaul DiracMichael FaradayHendrik LorentzSubrahmanyan ChandrasekharAlbert Einstein
المفاهيم
ميلي ثانية قفزة النباض دوران النجم النيوتروني حد كتلة النجم النيوتروني ظواهر النجوم النابضة معدل الدوران نبضة الأشعة السينية نبضة فائقة القصر دوران نجمي فجوة كتلة الثقب الأسود سرعة الدوران نبض ميكروثانية قوسية نبضات المغناطيسار في انفجارات أشعة غاما كيلومتر في الثانية ثقب أسود مجهري نانو ثانية فترة التذبذب اختلال المحاذاة النجمي الكوكبي زلزال مغناطيسي