نفثات غير متكافئة تمنح نجمة نيوترونية في ذات الكرسي A دفعة قوية

الأصل: "A pair of unequal jets imparted the kick velocity to the neutron star of Cassiopeia A"
· Dmitry Shishkin, Muhammad Akashi, Noam Soker
arXiv:2609.16138v1 · 2026-09-14 · CC BY 4.0 · 2 دقيقة
زوج من الحلقات المتقابلة في بقايا مستعر أعظم يشير إلى نفثتين انفجاريتين مختلفتي القوة، هما ما دفعتا النجمة النيوترونية بعيدًا.

في قلب بقايا المستعر الأعظم ذات الكرسي A تندفع نجمة نيوترونية بسرعة 400 كيلومتر في الثانية. في الثانية الواحدة تقطع مسافة تقارب ما بين مدينتين كبيرتين متباعدتين. فمن أين جاءها هذا التسارع؟ تكشف دراسة جديدة أن النجمة تلقّت دفعتين من مدفع كوني، وكانت إحداهما أقوى من الأخرى بأربعين مرة.

خلّف انفجار النجم سحابة غازية متوسعة. وفي صور ذات الكرسي A تظهر حلقتان: حلقة شمالية كبيرة سُمّيت «التاج»، وأخرى جنوبية صغيرة. تقعان على المحور نفسه، لكنهما تختلفان اختلافًا كبيرًا في الحجم. وقد جمع العلماء صور تلسكوبي جيمس ويب وتشاندرا، وقاسوا الحلقتين، وبنوا نموذجًا ثلاثي الأبعاد للانفجار. في هذا النموذج انفجر النجم أولًا انفجارًا كرويًا، ثم بعد أربع ثوانٍ انطلقت في اتجاهين متقابلين نفثتان، وهما تياران ضيقان من المادة. حملت النفثة الشمالية طاقة مقدارها 3.6×10^50 إرغ، أما الجنوبية فلم تحمل سوى 9×10^48 إرغ.

بلغ الفرق في زخم النفثتين 588 كتلة شمسية مضروبة في كيلومتر في الثانية. ووفق قانون حفظ الزخم، كان لا بد أن تكتسب النجمة النيوترونية، التي كتلتها 1.4 كتلة شمسية، سرعة تقارب 420 كم/ث.

أعاد النموذج إنتاج الحلقتين بالنسبة الصحيحة بين حجميهما. والمحور الواصل بين مركزيهما يمر بنقطة تماثل البقايا. وعلى حدود الحلقتين نشأت في النموذج عدم استقرارية رايلي–تايلور، وهي نتوءات إصبعية تشبه «التاج» في الأرصاد. وهذا يعني أن زوج النفثات غير المتماثل كان قادرًا فعلًا على تشكيل الحلقتين ومنح النجمة دفعة في الوقت نفسه.

كانت «التاج» تُفسَّر سابقًا بفقاعات نيكل صاعدة. أما العمل الجديد فيربط للمرة الأولى زوجًا محددًا من الحلقات بحركة النجمة النيوترونية عبر آلية kick-BEAP. وهذا يقوّي الحجة لصالح «النفثات المهتزة»، أي فكرة أن انفجار المستعر الأعظم يولّد عدة أزواج من النفثات تغيّر اتجاهها.

ويمكن الآن تطبيق هذه الطريقة على بقايا مستعرات أعظم أخرى. فإذا كانت الحلقات والدفعات تتكرر كثيرًا، فمعنى ذلك أن عدم تماثل النفثات مصدر عام لسرعات النجوم النيوترونية. وقد أثبتت ذات الكرسي A مرة أخرى أنها مفتاح: فقربها وحداثتها يتيحان رؤية تفاصيل طالما محيت في بقايا أخرى.

تبلغ سرعة النجم النيوتروني في ذات الكرسي A نحو 400 كم/ث. وفي ثانية واحدة يقطع مسافة تعادل المسافة بين مدينتين كبيرتين متباعدتين.

\Delta p_j = p_{\rm up} - p_{\rm down}
الزخم المنقول إلى النجم النيوتروني بفعل عدم تماثل النفثات
v_{\rm kick} = \frac{\Delta p_j}{M_{\rm NS}}
سرعة الركلة المستخلصة من قانون حفظ الزخم
f_{\rm st} = \frac{1}{\rho} \sqrt{|\vec{\nabla}P \cdot \vec{\nabla}\rho|} \, \mathrm{sgn}(\vec{\nabla}P \cdot \vec{\nabla}\rho)
الكمية التي تحدد نمو عدم الاستقرار عند حدود الطبقات المتسارعة
العلماء
Enrico FermiFritz Zwicky
المفاهيم
كاسيوبيا A الكيلونوفا مستعر أعظم مغناطيسي دوراني نفاثات مستعر أعظم دوران النجم النيوتروني سديم السرطان انهيار النواة