كيف اخترق التلسكوب الراديوي الضباب وعثر على نجوم منارة جديدة

الأصل: "The first MeerKAT S-band globular cluster pulsar survey"
arXiv:2609.10184v1 · 2026-09-09 · CC BY 4.0 · 1 دقيقة
عثر التلسكوب الراديوي MeerKAT عند تردد مرتفع على أربعة نجوم نابضة جديدة سريعة الدوران داخل عنقود نجمي كثيف كان يبدو خالياً من قبل.

إذا أضأت مصباحاً قوياً في الضباب، صار شعاعه ضبابياً قصيراً. وهكذا تقريباً تضيع الموجات الراديوية الصادرة عن النجوم النابضة في الوسط بين النجمي: فالإلكترونات الحرة تشوّش الإشارة، كما تشوّش قطرات الماء الضوء. والنجوم النابضة هي نجوم نيوترونية تدور مئات المرات في الثانية وتطلق نبضات راديوية كالمنارات. وفي العناقيد الكروية، وهي كرات كثيفة من نجوم قديمة، ينبغي أن يكون لهذه النجوم النابضة عدد كبير. لكن التلسكوبات الراديوية العادية عند تردد 1,4 غيغاهرتز كثيراً ما لا تراها، لأن الإشارة مشوّشة أكثر من اللازم.

قرر الفلكيون تجربة تردد أعلى، نحو 2,4 غيغاهرتز. واستخدموا التلسكوب الراديوي MeerKAT في جنوب أفريقيا ورصدوا 14 عنقوداً كروياً. والتردد المرتفع أقل تأثراً بالتشويش، كما أن مصباحاً بموجة أقصر يخترق الضباب أفضل. وعالجوا البيانات على الحاسوب، بحثاً عن إشارات دورية، ثم دققوها يدوياً. وفي العنقود Glimpse-C01 عثروا على أربعة نجوم نابضة جديدة. أحدها، J1848−0129C، يدور في 6,44 ميلي ثانية ويدور حول رفيق له في 5,03 أيام. والرفيق يحجبه عنا أحياناً، فيختفي النجم النابض دورياً، وهذا ما يسمى الكسوف. ونجم نابض جديد آخر، J1848−0129D، يدور في 17,1 ميلي ثانية وله رفيق ضخم الكتلة.

أحد النجوم النابضة الجديدة، J1848−0129F، له أكبر مقياس تشتت بين جميع النجوم النابضة في العناقيد الكروية: 520,1 بيكوثانية/سنتيمتر مكعب. وهذا يعني أن إشارته عبرت في طريقها إلينا عدداً هائلاً من الإلكترونات الحرة، كأنما يشق الضوء طريقه عبر زجاج مغبّش.

في السابق لم يكن واضحاً كم نجماً نابضاً نخسره بسبب الضباب. والآن بات واضحاً أن التردد المرتفع يساعد في العثور عليها. وفي المستقبل، حين يصبح MeerKAT أكثر حساسية، سنتمكن من رؤية مزيد من هذه المنارات.

يمتلك J1848−0129F أكبر مقياس تشتت بين جميع النجوم النابضة التي ارتبطت يوماً بعنقود كروي: 520,1 كمبيوتر/سم³. هذا يعني أن الشعاع مرّ في طريقه إلينا عبر عدد هائل من الإلكترونات الحرة، وكأننا ننظر إلى نجم عبر زجاج مغبش.

في رواية «لقاء مع راما» لآرثر كلارك، يلاحظ الفلكيون جسماً شاذاً يشق طريقه عبر التشويش. تلسكوباتنا الراديوية التي تخترق الغبار المجري عند ترددات عالية تذكرنا بهذه الصورة: نحن أيضاً نبحث عن إبر في كومة قش، لكن ليس في الفضاء، بل في البيانات.

S = \frac{S/N \times SEFD}{\sqrt{n_{pol} \Delta\nu t_{obs}}} \sqrt{\frac{N_{on}}{N_{off}}}
كثافة التدفق تتناسب طردياً مع نسبة الإشارة إلى الضوضاء وعكسياً مع الجذر التربيعي لحاصل ضرب عرض النطاق والزمن وعدد الاستقطابات، مع تصحيح لدورة عمل النبضة.
\alpha = \frac{\ln(S_{2400}/S_{1400})}{\ln(2400/1400)}
ميل الطيف الأسي في إحداثيات لوغاريتمية؛ القيم السالبة تعني أن التدفق ينخفض مع التردد.
العلماء
Albert EinsteinBarry BarishKip ThorneRichard FeynmanRussell HulseJocelyn Bell Burnell
المفاهيم
النجم النابضصيغة الإشعاع الرباعي القطب