عندما يسقط الغاز في جسم مضغوط – نجم نيوتروني أو ثقب أسود – فإنه يتسارع بفعل الجاذبية القوية ويسخن إلى درجات حرارة قصوى. وتسمى هذه العملية بالتراكم، ويصاحبها انبعاث الإشعاع الكهرومغناطيسي، وخاصة الأشعة السينية. وفي حالات نادرة، تتألق مثل هذه الأجسام بشكل ساطع لدرجة أنها تتجاوز الحدود النظرية. ويعتقد أن السبب يكمن في التراكم فوق الحرج، عندما يطغى تدفق الغاز على الجسم حرفيًا. ومع ذلك، فإن كيفية عمل هذه الآلية بالضبط ظلت غير واضحة حتى الآن.

النجم النيوتروني تحت مرمى التلسكوبات

وركزت الدراسة على النجم النيوتروني NGC 7793 P13 الموجود في المجرة NGC 7793، التي تقع على بعد حوالي 10 ملايين سنة ضوئية من الأرض. وهو جسم فائق الكثافة بحجم مدينة، ولكن كتلته أكبر من كتلة الشمس. ويشكل الغاز الذي يسقط باتجاه أقطابه المغناطيسية أعمدة متراكمة، وهي تيارات ضيقة من المواد التي تنبعث منها أشعة سينية قوية. وبفضل هذا، يكتشف علماء الفلك نبضات منتظمة مرتبطة بدوران النجم. ومن المعروف أن P13 يقوم بدورة واحدة في حوالي 0.4 ثانية، وقد تباين سطوعه أكثر من مائة ضعف على مر السنين.

13 عاما من الملاحظات

وقام الفريق بتحليل البيانات من أربعة مراصد فضائية – XMM-Newton، وChandra، وNuSTAR، وNICER – من عام 2011 إلى عام 2025. وفي عام 2021، كان النجم في مرحلة توهج خافت. بالفعل في عام 2022، “ظهر فجأة”، وبحلول عام 2025، زاد لمعان الأشعة السينية بأكثر من أمرين من حيث الحجم. وفي الوقت نفسه، تضاعف معدل تسارع الدوران تقريبًا وظل مستقرًا في السنوات اللاحقة. ونشرت نتائج الدراسة في رسائل مجلة الفيزياء الفلكية.

لاحظ مؤلفو العمل: “لقد رأينا لأول مرة أن التغييرات في السطوع والدوران تحدث بشكل متزامن”.

ما يتغير داخل النظام

أظهر التحليل التفصيلي للنبضات أن بنية عمود التراكم ربما لا تكون ثابتة. يقترح العلماء أن ارتفاعه يتغير على فترات مميزة تبلغ حوالي عشر سنوات. ويؤثر هذا على كيفية إطلاق الطاقة وخروجها كأشعة سينية. ببساطة، كلما ارتفع العمود، أصبح النجم أكثر سطوعًا ويدور بشكل أسرع.

لماذا هذا مهم

توفر النتائج تأكيدًا نادرًا على العلاقة بين كمية المادة المتساقطة وسطوع النجم النيوتروني ودورانه. هذه خطوة مهمة نحو فهم التراكم فوق الحرج، وهو أحد أكثر العمليات تطرفًا في الكون. تساعد مثل هذه الملاحظات على تحسين نماذج تطور النجوم النيوترونية وشرح طبيعة مصادر الأشعة السينية فائقة السطوع في المجرات الأخرى.