یک هیولای مغناطیسی در اعماق فضا خفته

ستاره مغناطیسی

این هیولای مغناطیسی یک نوع ستاره است که 50هزار سال نوری با کهکشان راه شیری که ما هم در آن هستیم فاصله دارد. این ستاره در فضای میان‌ستاره‌ای، لم داده و مانند یک آهن ربا، همه چیز را به سمت خودش جذب می‌‌کند. آهن‌ربایی با فشردگی و تراکم بسیار زیاد، مثل اینکه خورشید را که چندین برابر کره زمین است، آنقدر فشرده کنیم که در یک شهر کوچک جا شود.

برای اینکه تصیور بهتری از قدرت این آهن ربا داشته باشیم کافی‌ست بدانیم  که  اگر فاصله‌اش با زمین، فقط نصف فاصله‌ی  ماه  با زمین بود،  می‌‌توانست تمام نوارهای مغناطیسی کارتهای بانکی ما را به سمت خودش جذب کند. بیشترین ماده تشکیل دهنده‌ی این هیولای معناطیسی ،  نوترون است.

  • تا چه میزان میدان مغناطیسی این ستاره، قوی است؟

یک ستاره نوترونی دارای میدان مغناطیسی به اندازه 10 به توان14  در مقیاس Gauss است که آنرا تبدیل به یک مغناطیس بسیار قوی می‌سازد. برای داشتن درک بهتری از این پدیده، به چند مقایسه می‌پردازیم.

  • میدان مغناطیسی کره‌ی زمین = Gauss 6
  • یک جرثقیل مغناطیسی در حدود یک آهن ربا است با قدرت = 100 Gauss
  • قوی ترین قسمتهای مغناطیسی خورشید = 3000 Gauss
  • دستگاههای ام آر آی = Gauss 70,000
  • قویترین میدان مغناطیسی که در آزمایشگاهها ساخته شده = 450,000 Gauss
  • ستاره کوتوله آهن ربا شده = بیش از 1 میلیارد Gauss
  • ستاره های نوترونی معمولی = 1 ترلیون Gauss

نتیجه اینکه قدرت میدان مغناطیسی این هیولای نوترونی، 100 تا 1000 مرتبه بیش از ستاره های تونرونی معمولی است، و 1 میلیارد مرتبه بیشتر از آن‌چیزی ست که بشر توانسته در آزمایشگاه بسازد و 1 ترلیون مرتبه قوی تر از میدان مغناطیسی خورشید است.

میدان مغناطیسی

  • یک میدان مغناطیسی قوی، چه اثراتی دارد؟

1-باعث فشردگی اتم ها می‌شود آنقدر که اگر یک اتم را شبیه به یک توپ کروی تصور کنیم، باعث میشود آن توپ کروی تبدیل ‌شود به یک سوزن باریک.

اگرچه گفته شد که اغلب ستاره‌های نوترونی به طور کامل از نوترون ساخته شده اند،  اما سطح آنها هنوز تعدادی اتم دارد که وقتی در چنین میدان مغناطیسی قوی واقع شوند،  شبیه به سوزن می‌شوند.  یک شکل دراز و کشیده و باریک، به خود می‌گیرند.  این اتم ها مثل یک زنجیره‌ی پیلیمری بهم فشرده، سطح این جسم مغناطیسی را در بر می‌گیرند.

تصور کنید اگر بدن انسان  (که تک تک سلول های آن از اتم ساخته شده)، در یک فاصله خیلی دور از چنین میدان مغناطیسی قرار گیرد چه اتفاقی خواهد افتاد؟  سریعا خواهد مُرد.

2- ستاره‌ی نوترونی، شبیه به یک مکنده عمل می‌کند تا حدیکه نور را هم به سمت خودش می‌کشد و مثل یک منشور باعث شکسته شدن نور می‌گردد.

چنین میدان مغناطیسی قوی که همه چیز را به سمت خودش می‌کشد، در واقع در اطراف خودش یک فضای خالی دارد و در نتیجه همانطور که انتظار می‌رود، این فضای خالی، اجازه نمی‌دهد هیچ شعاع نوری از آنجا رد شود و هر شعاع نوری را به سمت خودش منحرف می‌کند طبق قوانین الکترودینامیک کوانتومی‌، رفتاری که یک مکنده مغناطیسی قوی دارد،  شبیه به منشور نور است و باعث پلاریزه کردن یا شاخه شاخه کردن نور می‌شود. همانند کاری که عینک‌های آفتابی می‌کنند و نور را پلاریزه می‌کنند و اجازه نمی‌دهد برخی شعاع های نوری مضر،  وارد چشم شود.

به طور کلی نور دارای یک میدان الکتریکی نیز می‌ باشد. در نتیجه وقتی یک شعاع نور در یک میدان مکنده  قرار گیرد، تمام  قسمتهایش جدا شده و فقط بخش الکتریکی آن امکان عبور از این فضای  مکنده را پیدا می‌کند. این نظریه در سال 2016 در مورد یک ستاره نوترونی تایید شد.

اما در یک فضای مکنده بسیار بسیار قوی تر ماننده این هیولای معناطیسی ، حتی امواج الکتریکی نور نیز،  دو شاخه میشوند و یک جفت موج الکتریکی  الکترون-پوزیترون تشکیل می‌دهند.

یک چنین مکنده قدرتمندی، حتی مجموعه‌ فوتون‌های اشعه ایکس( که جز بخش الکتریکی نور است) را می‌شکافد و به آنها را تبدیل می‌کند به دو فوتون که درهم ادغام شده اند.

میدان مغناطیسی

  • چگونه چنین میدان مغناطیسی عظیمی‌ حاصل می‌شود؟

ستاره های نوترونی،  تحت شرایط فوق العادهای ساخته می‌شوند. در طی فروپاشی یک ستاره‌ی سوپرنوآ، هسته‌ی آن  تاحدی فشرده می‌شود که هم دما و هم چگالی آن، بسیار بالا می‌رود.  در واقع هسته این ستاره  همان جرم قبل را دارد اما آنقدر فشرده شده که حجم بسیار کمی دارد.  به عبارتی دیگر،  ما یک هسته‌ی ستاره داریم با جرم فوق‌العاده زیاد اما اندازه‌ی  فوق‌العاده کم،  در نتیجه  میزان چرخش این ستاره به دور خودش بینهایت زیاد می‌شود.

ستاره‌های نوترونی  به این شناخته شده‌اند که در ابعاد میلی ثانیه،  یا ثانیه،  به دور خودشان می‌‌چرخند. در هسته‌ی این ستاره که از نوترون ساخته شده، حالا یک مایع نوترونی داریم که با سرعت بسیار زیاد می‌چرخد و مخلوط می‌شود و  نیز دارای حرارت بسیار زیادی هم هست. این مکانیزم حرکتی،  در این ستاره نوترونی باعث افرایش قدرت میدان مغناطیسی ستاره نوترونی می‌شود. چنین مکانسیمی در زمین یا خورشید هم وجود دارد اما ابعاد آن بسیار بسیار کمتر است.

  • هیولاهای مغناطیسی باعث تولید شدیدترین انفجارهای مغناطیسی در کائنات می‌شوند

قشر رویی این ستاره‌ها،  توسط میدان مغناطیسی عظیمی‌ که در هسته آن است، جابجا شده و دچار پیچش می‌شود. این مسئله باعث ایجاد حرارت بالا در این ستاره می‌شود. در نتیجه‌ی  این چرخش و حرارت دائمی‌، ستاره ای تشکیل می‌شود که دائما در حال زلزله است.  حاصل این اتفاق در این ستاره،  ایجاد پرتوهای گاما است.  ستاره مرتبا از خود پرتو گاما منتشر می‌سازد  چرا که در تلاش برای رسیدن به یک وضعیت پایدار است.

چنین انفجاری در 27 دسامبر سال 2004 از ستاره ای به نام SGR 1806–20 دیده شد. این انفجار باعث آسیب‌های جدی به یکی از تلسکوپ‌های ناسا و نیز ماهواره‌‌ای که برای مشاهده اشعه گاما طراحی شده بود، گشت. چنین انفجارهای عظیمی، ‌ باعث یونیزه شده اتمسر اطراف زمین نیز می‌شوند.

این ستاره فقط در عرض یک پنجم ثانیه،می‌تواند میزان فراوانی انرژی از خود ساطع نماید.  که البته همین مقدار انرژی را خورشید ما نیز در 250 هزار سال قبل داشته،  اما اکنون به حدی کم شده که حیات در کره زمین توانسته تشکیل شود.

اگر این هیولای مغناطیسی در فاصله‌ی 1000 سال نوری با زمین قرار داشت، همه‌ی جانداران در کره زمین منقرض می‌شدند.  

به بیانی دیگر، اگر  یک ستاره سوپرنوآ،  فقط اگر 100 سال نوری با زمین فاصله داشته باشد، هیچ مشکلی برای موجودیت کره زمین ایجاد نخواهد کرد  اما یک ستاره نوترونی  اگر در فاصله ی 1000 سال نوری، از زمین باشد می‌تواند در کسری از ثانیه منجر به نابودی حیات بر روی زمین شود و شاید برای همین است که نام هیولای مغناطیسی را به آن داده‌اند.


 

ترجمه اختصاصی مجله قرمز از مقاله Jatan Mehta

منبع : Meduim


نوشتن یک نظر

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *