شناسایی یک ستاره با سطح جامد

میدان مغناطیسی شدید این ستاره به اندازه کافی نیرومند است تا بر دمای بسیار بالای آن فائق آید و لایه‌های بیرونی آن را سرد کرده و به یک پوسته جامد تبدیل کند. این کشف توسط ستاره‌شناسانی انجام شده که در حال مطالعه روی داده‌های به دست آمده از ماهواره تصویربرداری با اشعه ایکس (IXPE) هستند. این ماهواره میزان قطبی شدن یا پولاریزه شدن نور اشعه X از منابع کیهانی را اندازه‌گیری می‌کند.

پولاریزاسیون (قطبی شدن) در واقع مسیری است که امواج الکترومغناطیسی به سوی آن «اشاره دارند» و آنالیز یا تحلیل کردن آن‌ها می‌تواند حقایق زیادی را درباره یک شئ (یا جرم آسمانی) و محیط پیرامون آن برملاسازد. در این مورد، این تیم تحقیقاتی داده‌های ماهواره ذکر شده را روی یک «مگنتار» (magnetar یا ستاره نوترونی با میدان مغناطیسی) موسوم به ۴ U ۰۱۴۱+۶۱ در فاصله حدود ۱۳ هزار سال نوری از زمین در صورت فلکی Cassiopeia مورد بررسی قرار داد.

مگنتار‌ها نوعی از ستاره‌های نوترونی هستند که یک میدان مغناطیسی بسیار قوی دارند. این اولین باری است که چنین جرم آسمان در نور اشعه ایکس پولاریزه رصد شده است.

این داده‌ها برخی یافته‌های شگفت‌انگیز را درباره این ستاره مگنتار عیان کرد. اول اینکه، انتظار می‌رفت این ستاره یک اتمسفر در پیرامون خود داشته باشد که سیگنالی تولید می‌کند از اینکه نور در کجا پولاریزه شده است. اما اینگونه نبود و این نشانه فقدان اتمسفر است.

مساله عجیب‌تر اینکه در سطح بالاتر انرژی در مقایسه با نور در انرژی پایین‌تر، زاویه پولاریزه شدن دقیقا ۹۰ درجه وارونه شد. این سیگنال در صورتی مورد انتظار است که این ستاره مگنتار سطح جامدی داشته باشد و با یک میدان مغناطیسی در بیرون آن احاطه شده باشد. این پوسته باید از شبکه‌ای از یون‌ها تشکیل شده باشد و میدان مغناطیسی همه آن را در کنار هم داشته باشد.

پروفسور «سیلویا زین» از محققان اصلی این مطالعه گفت: این یافته کاملا غیرمنتظره بود. من قانع شده بودم که یک اتمسفر وجود خواهد داشت. گاز این ستاره به یک نقطه عطف رسیده و جامد شده است همانطور که آب ممکن است به یخ تبدیل شود.

وی افزود: این نتیجه میدان مغناطیسی بسیار نیرومند این ستاره است. اما همانند آب، دما نیز یکی از عوامل دخیل است، گاز داغ‌تر نیازمند میدان مغناطیسی قوی‌تری برای تبدیل شدن به جامد است. این تیم تحقیقاتی اذعان کرده که ممکن است توضیحات دیگری برای این مشاهدات وجود داشته باشد، اما این اولین باری است که وجود یک سطح جامد در یک ستاره به عنوان یک فرضیه عملی و امکان‌پذیر مطرح شده است.

این محققان در نظر دارند در آینده ستاره‌های مگنتار داغ‌تر را نیز مورد بررسی قرار دهند تا در این زمینه تحقیق کنند که چطور دما و قدرت میدان مغناطیسی این ستارگان ممکن است تراکنش کنند تا سطح ستاره را تغییر دهند.