عالِم

Jocelyn Bell Burnell

1943– · الفيزياء الفلكية, علم الفلك الراديوي
عالمة فيزياء فلكية بريطانية، اكتشفت أول نجم نابض راديوي — وهو نجم نيوتروني سريع الدوران. شكلت ملاحظاتها دليلًا رئيسيًا على وجود النجوم النيوترونية وأحدثت ثورة في الفيزياء الفلكية. وعلى الرغم من أن جائزة نوبل ذهبت إلى مشرفها، فقد حظيت جوسلين بيل بورنيل باعتراف واسع وجوائز عديدة.

سيرة

وُلدت في أيرلندا الشمالية. درست في جامعة غلاسكو، ونالت الدكتوراه في كامبريدج تحت إشراف أنتوني هيويش. خلال أطروحتها، بنت مقرابًا راديويًا واكتشفت النجوم النابضة. عملت في مؤسسات علمية مختلفة، وبحثت في علم الفلك الراديوي وعلم فلك الأشعة السينية وأشعة غاما. شغلت منصب رئيسة الجمعية الفلكية الملكية (2002–2004)، وحصلت على جائزة الاختراق (2018) والعديد من التكريمات.

اكتشافات رئيسية

💡 أثناء فحصها الدقيق لكيلومترات من الأشرطة الورقية، لاحظت إشارة نبضية منتظمة، وفي البداية تعاملت معها بروح الدعابة، مفترضة أنها "رجال خضر صغار". أُبقي الاكتشاف سرًا حتى تم استبعاد التدخل الفضائي.
"قالت إن العلم هو سعي للفهم، ولكي تفهم، يجب أن تراقب."
المفاهيم
التدفق الراديوي السريعالنجم النيوترونيالنجم النابضالتحليل الطيفي
العلماء
Albert A. MichelsonJames Clerk MaxwellChristian DopplerWilhelm WienMargaret BurbidgeWolfgang PauliMaarten SchmidtRobert Hooke

مقالات ذات صلة

صدى انفجار في المرفأ الهادئ
في المرفأ الهادئ للفقاعة المحلية — وهي تجويف مخلخل من الغاز الساخن حول الشمس — دوى انفجار مؤخرًا. اشتعل مستعر أعظم على بعد عشرات الفراسخ منا، ولا يزال صداه يتردد في الأرجاء، مغيرًا صورة الأشعة الكونية. لطالما اعتُقد أن تدفق الجسيمات من المجرة منتظم، كضوء مصابيح بعيدة متعددة.
ومضات ليلية: مطاردة الإشارات اللحظية
يرسل اليراع ومضة تستمر واحدًا على عشرة مليارات من الثانية في مكان ما فوق التايغا السيبيرية. من المستحيل رؤية ذلك، لكن منشأة TAIGA-HiSCORE، المنتشرة على وادٍ في منطقة تونكينسكي في بورياتيا، حاولت التقاط مثل هذه الومضات بالضبط — ليس من الحشرات، بل من أعماق الفضاء. عادةً، يلتقط هذا النظام المكون من العديد من الكواشف الحساسة للضوء جسيمات أشعة الكون التي تصطدم بالغلاف الجوي للأرض.
منارة من فجر الكون
ليلة الرابع من مارس 2024. التلسكوب الراديوي ميركات (MeerKAT) في جنوب أفريقيا يلتقط نبضة تدوم أجزاء من الألف من الثانية، وهي تدفق راديوي سريع قادم من عمق 17.4 جيجا فرسخ فلكي. هذا ضوء استغرق وصوله إلى الأرض 10.5 مليار سنة. في تلك اللحظة، كان عمر الكون ثلاثة مليارات سنة فقط، أي في شبابه، عندما كانت المجرات تلد النجوم بوتيرة جنونية.
برق في قلب المجرة
يلتقط التلسكوب الراديوي إشارة تدوم بضعة أجزاء من الألف من الثانية، وفي هذه اللحظة الوجيزة تُطلق طاقة تعادل ما تشعه الشمس خلال أيام. هذا هو التدفق الراديوي السريع، نبضة راديوية في جزء من الألف من الثانية قادمة من مجرة بعيدة. منذ اكتشافه في عام 2007، يختلف علماء الفيزياء الفلكية حول مصدره. النموذج الجديد يقدم إجابة غير متوقعة: تفريغ مكثف.
المِطرقة التي لا تكفي: من أين يأتي اليوروبيوم في درب التبانة؟
في عام 2017، التقط كاشفا LIGO وVirgo موجات الجاذبية الناتجة عن اندماج نجمين نيوترونيين. وقد تلا ذلك وميض كيلونوفا (kilonova)، وهو انفجار كوني ساطع يُعتقد أنه مهد ولادة أثقل العناصر في الجدول الدوري. الذهب في المجوهرات، والبلاتين في المحفزات، واليوروبيوم في شاشات الهواتف الذكية، كل ذلك، وفق الأسطورة الجميلة، جاء إلينا من مثل هذه الكوارث. لكن عندما أعاد علماء الفلك حساب المخزون، تصدعت الأسطورة.
ضيوف بين النجوم: كيف نلتقط إشارة من تقنية غريبة
في أكتوبر 2017، رصد تلسكوب Pan-STARRS في هاواي جسمًا يتحرك بسرعة أكبر من أن يكون جزءًا من نظامنا الشمسي. كان هذا هو 1I/أومواموا، أول ضيف بين نجمي يسجله علماء الفلك. ومنذ ذلك الحين، انضم إليه اثنان آخران: المذنب 2I/بوريسوف والجسم 3I/أطلس. كل واحد منها يشبه حجرًا ألقته موجة على الشاطئ حيث نقف نحن مع جهاز كشف المعادن، محاولين تمييز الحصى العادي عن قطعة أثرية من عقل آخر.
نبض القلب مقابل الضجيج: كيف نميّز الفوضى عند الثقب الأسود
في عام 2019، قدّم تلسكوب Event Horizon للبشرية أول صورة لظل ثقب أسود. ومنذ ذلك الحين، يحلم علماء الفيزياء الفلكية بالمزيد: رؤية كيفية تحرك المادة داخل قمع الزمكان نفسه. ومن الألغاز المطروحة: الفوضى. تتنبأ النظرية بأن مدارات الجسيمات حول الثقب الأسود قد تكون منتظمة مثل نبضات القلب، أو فوضوية مثل الضجيج.
منارة تستمر 160 ميلي ثانية: ولادة مغناطار نجمي في انفجار غاما
انفجار غاما 230307A اشتعل في السماء كصوت الرعد: في ثوانٍ أطلق طاقة أكثر مما تطلقه الشمس خلال مليارات السنين. ثلاثة كواشف، وهي GECAM-B وGECAM-C وFermi/GBM، كانت تنظر في تلك اللحظة إلى الاتجاه الصحيح. وسط فوضى فوتونات غاما، رصد أحد الأجهزة إيقاعًا لمدة 160 ميلي ثانية: 909 نبضة في الثانية.
إيقاع الميترونوم الكوني يضطرب: ومضات Ansky تتباطأ إلى النصف
في قلب المجرة البعيدة SDSS J1335+0728، على بعد 2.5 مليار سنة ضوئية من الأرض، يضرب ثقب أسود فائق الكتلة إيقاعًا. كل بضعة أيام، يشتعل في نطاق الأشعة السينية مثل ميترونوم كوني، لكن في عام 2025، غيّر هذا الميترونوم فجأة إيقاعه من أليجرو إلى أندانتي.
ثقب أسود يغوص في نجم: أطول انفجار غاما على الإطلاق
لمدة سبع ساعات متواصلة، سجل تلسكوب غاما الفضائي ومضات لم تكن تريد أن تنتهي. هكذا بدأت قصة GRB 250702B، أطول انفجار غاما في تاريخ المراقبة. الانفجارات النموذجية تستمر لثوانٍ، ونادرًا لدقائق. لكن هذا واحد امتد إلى 25,000 ثانية، محطمًا الرقم القياسي السابق بمرتين.
جسر الذكاء الاصطناعي بين الفضاء والجسيمات
عملت ثلاثة فروع من الفيزياء — علم الكون وفيزياء الجسيمات والفيزياء النووية — لقرون كشواطئ منعزلة. على أحدها، يفك العلماء أسرار التجمعات النجمية ونشأة الكون، وعلى الآخر يختبرون القواعد الأساسية للعالم الميكروي، وعلى الثالث يدرسون نواة الذرة. لكل منها لغته وأساليبه.
الذكاء الاصطناعي يكشف أسرار الانفجارات الراديوية الكونية
الانفجارات الراديوية السريعة هي إشارات كونية تدوم أجزاءً من الألف من الثانية. في السابق، كان البحث عنها أشبه بإدارة مفتاح جهاز الراديو بشكل عشوائي. أما شبكة EDEN العصبية فترى التوزيع الترددي كاملًا وتتعرف على نمط الانفجار كما يتعرف الموسيقي على النوتات. على المصدر FRB 20121102A، وجدت 5927 انفجارًا – أي ثلاثة أضعاف العدد السابق.
إيقاعات الثقوب السوداء: 34 نبضة في انفجارات أشعة غاما
انفجارات أشعة غاما هي أقوى الانفجارات في الكون: ينكمش نجم محتضر إلى ثقب أسود، ويطلق تيارات هائلة من الطاقة. وغالبًا ما يحدث ذلك بعد انفجار مستعر أعظم. لكن علماء الفلك رصدوا إيقاعًا غريبًا — في إشعاع 34 من هذه الانفجارات، ظهرت نبضات واضحة، مثل دقات قلب كوني.
المتجول الجليدي تشيرون: حلقات وقرص حول القنطور
فقط بمروره أمام نجم بعيد — وهو حدث يُسمى الاحتجاب — كشف تشيرون سره. عندما سقط ظل هذا الجسم البالغ قطره 200 كيلومتر على التلسكوبات، «رمش» النجم ثلاث مرات: ضوءه حُجب للحظات بثلاث حلقات جليدية ضيقة. هكذا ظهر نظام الحلقات لجسم يُصنف ضمن القنطورات — وهي هجائن بين مذنبات وكويكبات تدور بين مداري المشتري ونبتون.
الانفجارات النجمية تنفخ فقاعات أشعة جاما العملاقة
في مركز مجرتنا درب التبانة، يغلي قدر نجمي هائل. هناك تولد النجوم الضخمة وتموت: كل موت هو انفجار سوبرنوفا، يقذف في الفضاء سحباً من الجسيمات المشحونة. هذه الجسيمات، بعد تسارعها إلى ما يقرب من سرعة الضوء، وعند اصطدامها بالغاز والإشعاع، تُصدر ضوء جاما — الأكثر طاقة في الطبيعة.
انفجارات النجوم مسرعات لجسيمات بطاقات قياسية
عندما يستنفد نجم ضخم وقوده النووي الحراري، ينهار لبّه وتُقذف طبقاته الخارجية إلى الفضاء بسرعات تبلغ آلاف الكيلومترات في الثانية. هكذا يولد بقايا المستعر الأعظم — سحابة متوسعة من الغاز المضغوط بموجات الصدمة، تمتد على مدى سنوات ضوئية.
الرنين القاتل: كيف تطرد الأزواج النجمية الكواكب
عندما تقترب نجمان في رقصة كونية، يصاحب حركتهما تمايل إضافي — وهو نتيجة انحناء الزمكان (تأثير تنبأ به Albert Einstein في النسبية العامة). الكوكب الذي يدور حول هذا الثنائي يتعرض أيضًا لهذا التمايل.
عندما تمنح الفوضى الميوعة الفائقة
الجسيمات الكمومية في بيئة ذات فوضى شديدة تتصرف مثل راقصين يؤدون حركاتهم بتزامن: كل واحد يعرف حركته ولا يصطدم بالآخرين. هذا التدفق المتسق بلا احتكاك — الميوعة الفائقة — نشأ بشكل غير متوقع في تجربة على شريحة كمومية فائقة التوصيل.
منكب الجوزاء: عملاق برفيق خفي اسمه سيفارخا
منكب الجوزاء هو عملاق أحمر فائق، ومصيره أن ينتهي قريبًا بانفجار هائل كمستعر أعظم. لكن يبدو أن النجم ليس وحيدًا: فحول مدار قريب يدور رفيق صغير أُطلق عليه اسم سيفارخا. كل 2000 يوم يخترق هذا الرفيق الطبقات الخارجية الرقيقة لمنكب الجوزاء، مثل قارب يشق صفحة الماء، فيثير موجات من الغاز الملتهب.
مانحون غير مرئيين في النجوم الثنائية
في ثلاثة أنظمة ثنائية، يقوم قزم أبيض — وهو نواة نجم ميتة — بسرقة الغاز من جاره. الجار خافت جدًا لدرجة أنه لا يُرى بالتلسكوب العادي. نظر تلسكوب جيمس ويب إلى هذه الأزواج في ضوء الأشعة تحت الحمراء، مثل كاميرا الرؤية الليلية. ولأول مرة، التقط الضوء الصادر من النجوم المانحة نفسها. كان يُعتقد سابقًا أن النجم المانح هو الذي يضيء في نطاق الأشعة تحت الحمراء.
انفجارات كونية: سر النجم الإرغوي من المادة الغريبة
ومضات أشعة غاما القصيرة هي انفجارات هائلة، تطلق في أجزاء من الثانية طاقة تعادل ما تشعه شمسنا خلال مليارات السنين. تقليديًا، يُعتقد أن مصدرها ثقب أسود مع قرص تراكمي من البلازما شديدة الحرارة، يتشكل عند اندماج نجمين نيوترونيين — بقايا فائقة الكثافة لنجوم ضخمة.
منكب الجوزاء ليس وحيدًا: اكتشاف رفيق نجمي
في عام 2019، شهد العملاق الأحمر الفائق منكب الجوزاء (Betelgeuse) "التعتيم العظيم"، حيث انخفض سطوعه بشكل كبير لدرجة أن علماء الفلك تحدثوا عن انفجار وشيك. لكن السبب كان سحبًا من الغبار الكوني التي قذفها النجم نفسه. الآن، تمكن تلسكوب جيميني الشمالي (Gemini North) من تمييز نجم صغير رفيق في وهج منكب الجوزاء المبهر، وهو الرفيق الذي توقعت الحسابات النظرية وجوده سابقًا.
المجرات2026-01-061 دarXiv:2601.02849سريع
هالة المجرة غير متجانسة: خريطة من مئات الومضات الراديوية
تصل إلينا الإشارة الراديوية البعيدة عابرةً الغاز، وكلما زاد الغاز في طريقها، زاد «تباطؤ» الإشارة. يستخدم علماء الفلك هذا الأمر لوزن الغلاف غير المرئي لمجرتنا — هالتها. لكن إذا كان الغلاف غير متجانس، مثل وشاح سميك يُلقى على الكتفين، فإن القياسات في اتجاهات مختلفة ستكون مختلفة.
الانبعاثات النجمية تشعل ومضات راديوية
القزم الأحمر V374 بيغاسوس نجم بحجم ثلث الشمس، لكنه يتمتع بطابع بركاني. كل بضع ساعات، تنفصل عن سطحه كتل ضخمة من البلازما، مثل فقاعات بخار من مرجل يغلي. هذه الانبعاثات، التي تسمى البروزات الشمسية (solar prominences)، تنطلق إلى الفضاء وتحدث موجات راديوية. لطالما التقط علماء الفلك من هذا النجم إشارات راديوية قوية تشبه نبضات المنارة.
الساعات الكونية: لماذا تندمج النجوم النيوترونية أسرع مما كان يُعتقد
زوج النجوم النيوترونية يشبه كرتين ثقيلتين تقتربان ببطء في مسار حلزوني. لقد وُلدا معًا من نظام نجمي مزدوج لنجوم ضخمة، لكن قد تمر مئات الملايين من السنين قبل الاصطدام الفعلي. عندما تصطدم الكرتان أخيرًا، يشتعل انفجار غاما قصير — وهو انفجار ساطع يُرى عبر نصف الكون. جمع علماء الفلك مجموعة كبيرة من هذه الومضات وحاولوا فهم المدة التي تمر عادةً من ولادة الزوج حتى نهايته.
إشارة راديوية من الفضاء تدق كالجرس: اكتشاف تذبذبات إيقاعية خافتة
لطالما حيّرت التشويشات الراديوية القصيرة والقوية القادمة من أعماق الفضاء العلماءَ. يُعتقد أن مصدرها هو أنوية نجوم ميتة فائقة الكثافة، حيث المجالات المغناطيسية قوية بشكل لا يُتصوّر. وها قد التُقِط في الإشارة FRB 20190122C تركيبٌ غير متوقع: ثماني نبضات، تفصل بينها ميلي ثانية واحدة، تتضاءل سطوعًا تمامًا كرنين جرس بعد طرقه.
نجم يومض وفق جدول زمني
يعمل النجم الثنائي KL Dra كساعة نيون: كل شهرين يتوهج لعدة أيام، وبين هذه التوهجات يومض بنبضات قصيرة لكن ساطعة. لمدة أحد عشر عامًا متتالية، لم ترفع التلسكوبات أعينها عنه، والآن أصبحت الآلية كاملة واضحة. في هذا الثنائي، أحد النجمين قزم أبيض كثيف، والآخر نجم عادي يفقد مادته. لا تسقط المادة مباشرة، بل تتجمع أولاً في قرص حول القزم الأبيض، مثل الماء خلف سد.
ثقب أسود يلتهم النجوم قضمًا قضمًا
عندما يقترب نجم من ثقب أسود أكثر من اللازم، يبدأ الثقب الأسود في جذبه نحوه. إذا لم يسقط النجم بالكامل في الداخل، بل فقد جزءًا من مادته فقط، فقد ينجو من عدة "قضمات" من هذا القبيل. في كل مرة يتمزق جزء من الغاز منه، يسخن ويتوهج، ويرى علماء الفلك نقطة مضيئة في السماء. مثل هذه التوهجات المتكررة نادرة، لكنها بالتحديد ما يساعد في التحقق من مدى دقة قدرتنا على وزن الثقوب السوداء.
كرات جافة تكشف سر المواد الهلامية القوية
إسفنجة المطبخ، عندما تُعصر في قبضة اليد، تعود إلى شكلها. أما إذا عُصرت ببطء مع تركها لتجف، فستبقى مسطحة. هذا ما فعله العلماء تقريبًا بكرات هلامية صغيرة: تركوها تجف مع عصرها في الوقت نفسه، وراقبوا ما يحدث في الداخل. يتكون الهلام من جسيمات دقيقة تلتصق معًا في شبكة مخرّمة، مثل رقائق الحبوب في طبق الحليب. عندما تجف الكرة، يخرج الماء وتنكمش الشبكة.
كيف تتحول نواة الكالسيوم إلى تيتانيوم
نواة الكالسيوم-48 تشبه غرفة مغلقة تضم 48 نوكليونًا. في داخلها تجري تبديلات: يتحول النيوترون إلى بروتون، وتعيد الغرفة بناء نفسها ببطء إلى أخرى — تيتانيوم-48. تستغرق العملية زمنًا طويلًا لا يمكن تخيله: في المتوسط تريليون تريليون سنة، لكنها تحدث. لوصف هذا التحول، جمع الفيزيائيون الدالة الموجية للنواة من قطع.
تم إلغاء الألعاب النارية: نجم اختبأ في الدخان
بعض النجوم تنطفئ مثل الألعاب النارية المعيبة: فبدلاً من الانفجار المضيء، تظهر سحابة من الدخان. عادةً ما ينهي النجم الضخم حياته بانفجار مستعر أعظم، تاركاً وراءه ثقباً أسوداً. لكن أحياناً لا يحدث انفجار: فالنجم ينضغط مباشرة إلى ثقب أسود، ويكاد لا يُلاحَظ ذلك.
كيف وحد مستعر أعظم واحد أنواعًا مختلفة من الانفجارات
بعض المستعرات العظمى فائقة اللمعان المستعرات العظمى تُظهر بصمة أكسجين ساطعة في ضوئها وتتوسع بسرعة، بينما لا تفعل ذلك أخرى. بدا وكأنها ظواهر مختلفة. لكن المستعر الأعظم PTF12dam خرق القواعد: فمع تزايد السطوع، تغيرت بصمة الأكسجين، منتقلة من نوع إلى آخر.
ثقب أسود مزق نجمًا وأرسل جسيمًا شبحًا
النيوترينوات الكونية هي جسيمات شبحية تعبر الأرض بحرية. التقط تلسكوب "آيس كيوب" في جليد القارة القطبية الجنوبية أحد هذه النيوترينوات، وتزامن مع وميض تحت أحمر. تبين أن هذا الوميض هو اللحظة التي كان فيها ثقب أسود يمزق نجمًا في مجرة بعيدة.
بلورة سائلة من الهيليوم
يتصرف الهيليوم على الغرافيت مثل بهلوان ينزلق على حبل مشدود ويحافظ في الوقت نفسه على شكله. عند درجات حرارة تبلغ 30 ميلي كلفن (أي أبرد بمئة مرة من الفضاء الخارجي)، اكتسبت الطبقة الثانية من الهيليوم على الغرافيت خصائص جديدة: أصبحت تتدفق دون احتكاك، وفي الوقت نفسه تقاوم الانضغاط مثل العسل الكثيف.
كيف يكسر دوران النجوم الشابة مجالها المغناطيسي
النجم الصغير يشبه الدوامة متعددة الطبقات: طبقاته الخارجية تدور ببطء، والداخلية أسرع. المجال المغناطيسي هنا يشبه خيوطاً قوية تربط هذه الطبقات. عندما تختلف السرعات، تبدأ الخيوط بالالتواء والتمدد أكثر فأكثر. وفي لحظة ما تنقطع، فيتحطم المجال البسيط ثنائي القطب (مثل المغناطيس المستقيم) ويحل محله مجال ضعيف وفوضوي.
رقصة نجمية تختبر تناظر الجاذبية
النجم S2 يكمل دورة حول الثقب الأسود في مركز درب التبانة كل 16 عامًا، مسرعًا إلى 7650 كيلومترًا في الثانية. مداره عبارة عن قطع ناقص ممدود، وفي أقرب نقطة يقترب النجم من الثقب الأسود بمسافة تعادل 120 ضعف المسافة بين الأرض والشمس. راقب علماء الفلك هذه الرقصة على مدى عقدين من الزمن، مسجلين موقع النجم بدقة كافية لرصد انحرافات تصل إلى بضعة عشرات من الكيلومترات.
انفجار كوني بعثر الحديد بشكل غير متساوٍ
عندما يستنفد نجم ضخم وقوده، ينهار على نفسه وينفجر، ناثراً في الفضاء المادة التي كانت تشكل باطنه. بقايا هذا الانفجار — ذات الكرسي A — معروفة لدى علماء الفلك منذ زمن بعدم تماثلها: كتل مضيئة من المادة موزعة بشكل غير متساوٍ. الآن، التلسكوب الياباني للأشعة السينية XRISM نظر داخل هذه الكتل ورأى أن العناصر الثقيلة داخلها موزعة أيضاً بشكل غير عشوائي.
وميض قياسي بعد انفجار غاما
في أكتوبر 2022، رصد الكاشف الفضائي GECAM-C أقوى انفجار غاما GRB 221009A — وهو انفجار أصبح لفترة وجيزة ألمع مصدر لأشعة غاما في السماء. لكن الأكثر إثارة بدأ بعد ذلك: التقط الجهاز سلسلة من الومضات الإضافية، وكان أحدها قياسيًا. أطلق هذا الوميض طاقة قدرها 1.82×$$10^{53}$$ إرج — أكثر من أي وميض معروف بعد انفجارات غاما.
ثنائي نجمي وتموجات الجاذبية في نسيج الزمكان
اكتشف علماء الفلك زوجًا قريبًا من النجوم، تزداد رقصته المدارية تسارعًا عامًا بعد عام. هذان قزمان أبيضان — بقايا نجوم فائقة الكثافة وباردة، بحجم الأرض تقريبًا، حيث انضغطت المادة إلى حالة منحلة. الأكثر كتلةً منهما يسحب الهيليوم من جاره، ملفًّا المادة المسروقة في قرص تراكمي متوهج — أشبه بوشاح نجمي يحيط بالمفترس.
مصيدة للمادة المظلمة في الفجوات الفارغة
ليزر الأشعة السينية LCLS-II في كاليفورنيا يطلق ومضات قصيرة وقوية — مثل آلة الوميض في قاعة الرقص. بين الومضات تبقى فترات مظلمة طولها 26.9 نانوثانية (أجزاء من مليار من الثانية). في هذه الفترات تحديدًا يريد الفيزيائيون اصطياد المادة المظلمة — المادة الغامضة التي لا تشع لكنها تجذب المادة العادية بجاذبيتها.