التقط تلسكوب IXPE (مستكشف استقطاب الأشعة السينية) التابع لناسا أول صورة مستقطبة للأشعة السينية لبقايا المستعر الأعظم SN1006. توسع النتائج الجديدة فهم العلماء للعلاقة بين المجالات المغناطيسية وتدفقات الجسيمات النشطة التي تنتجها النجوم المتفجرة.
تجمع هذه الصورة الجديدة لبقايا المستعر الأعظم SN1006 بيانات من مستكشف استقطاب الأشعة السينية التابع لناسا ومرصد شاندرا للأشعة السينية التابع لناسا. تعكس العناصر الحمراء والخضراء والزرقاء الأشعة السينية المنخفضة والمتوسطة والعالية الطاقة التي اكتشفها تشاندرا، على التوالي. تظهر باللون الأرجواني في الزاوية اليسرى العليا بيانات IXPE التي تقيس استقطاب ضوء الأشعة السينية، بالإضافة إلى خطوط تمثل الحركة الخارجية للمجال المغناطيسي للبقايا. المصدر: الأشعة السينية: ناسا/CXC/SAO (شاندرا)؛ ناسا/MSFC/جامعة نانجينغ/P.Zhou وآخرون. (إيكسبي)؛ الأشعة تحت الحمراء: ناسا/ مختبر الدفع النفاث/ معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا/ سبيتزر؛ معالجة الصور: ناسا/CXC/SAO/J.Schmidt
وقال الدكتور تشو بينغ، عالم الفيزياء الفلكية في جامعة نانجينغ والمؤلف الرئيسي لورقة جديدة نشرت في مجلة الفيزياء الفلكية: "من الصعب للغاية قياس المجالات المغناطيسية، لكن IXPE يوفر لنا طريقة فعالة لاكتشافها". "يمكننا الآن أن نرى أن المجال المغناطيسي لـ SN1006 مضطرب ولكنه يُظهر أيضًا اتجاهات منظمة."
يقع SN1006 في كوكبة Wolffang على بعد حوالي 6500 سنة ضوئية من الأرض. إنها البقايا بعد انفجار عملاق. ربما حدث هذا الانفجار عندما اندمج قزمان أبيضان، أو ربما كان قزمًا أبيض امتص كتلة كبيرة جدًا من نجم مرافق. تم اكتشافه في الأصل في ربيع عام 1006م من قبل مراقبين من الصين واليابان وأوروبا والعالم العربي، وكان ضوءه مرئيًا بالعين المجردة لمدة ثلاث سنوات على الأقل. ولا يزال علماء الفلك المعاصرون يعتبرونه ألمع حدث نجمي تم تسجيله على الإطلاق.
منذ بداية الملاحظات الحديثة، اكتشف الباحثون البنية المزدوجة الغريبة لهذه البقايا، والتي تختلف بشكل واضح عن بقايا المستعرات الأعظم المستديرة الأخرى. ويمكنه أيضًا تحديد "الأطراف" أو الحواف الساطعة في نطاقات الأشعة السينية وأشعة جاما.
قال دوجلاس شوارتز، الباحث في جمعية أبحاث الفضاء الجامعية في مركز مارشال لرحلات الفضاء التابع لناسا في هانتسفيل، ألاباما: "نظرًا لأن IXPE يجمع بين حساسية استقطاب الأشعة السينية والقدرة على تحليل مناطق الانبعاث مكانيًا، فإن بقايا المستعرات الأعظم الساطعة بالأشعة السينية مثل SN1006 مناسبة تمامًا لقياسات IXPE". "هذه القدرة المشتركة أمر بالغ الأهمية لتحديد نقاط تسارع الأشعة الكونية."
أظهرت عمليات رصد الأشعة السينية السابقة لـSN1006 لأول مرة أن بقايا المستعر الأعظم يمكنها تسريع الإلكترونات بشكل جذري، وساعدت في تحديد السديم المتوسع بسرعة حول النجم المنفجر باعتباره مكان ميلاد الأشعة الكونية عالية الطاقة، والتي يمكن أن تنتقل بسرعة الضوء تقريبًا.
ويتكهن العلماء بأن البنية الفريدة لـSN1006 مرتبطة باتجاه مجاله المغناطيسي، ويستنتجون أن موجات انفجار المستعر الأعظم في الاتجاهين الشمالي الشرقي والجنوبي الغربي تتوافق مع اتجاه المجال المغناطيسي ويمكنها تسريع الجسيمات عالية الطاقة بشكل أكثر فعالية.
وقال الدكتور يانغ ييزونغ، المؤلف المشارك للورقة البحثية وعالم الفيزياء الفلكية عالية الطاقة في جامعة هونغ كونغ، إن النتائج الجديدة التي توصل إليها IXPE يمكن أن تساعد في التحقق من هذه النظريات وتوضيحها.
قال الدكتور يانغ: "إن خصائص الاستقطاب التي حصلنا عليها من خلال تحليل الاستقطاب الطيفي تتوافق جيدًا مع نتائج الطرق الأخرى ومراصد الأشعة السينية، مما يسلط الضوء على موثوقية وقوة IXPE. ولأول مرة، نحن قادرون على رسم خريطة لبنية المجال المغناطيسي لبقايا المستعر الأعظم عند الطاقات الأعلى بمزيد من التفاصيل والدقة - مما يسمح لنا بفهم أفضل للعمليات التي تدفع تسارع هذه الجسيمات".
ويقول الباحثون إن النتائج تظهر وجود صلة بين المجالات المغناطيسية وتدفق الجزيئات النشطة من البقايا. وفقا لنتائج IXPE، فإن المجال المغناطيسي في غلاف SN1006 غير منظم إلى حد ما، ولكن لا يزال لديه اتجاه مفضل. عندما تمر موجة الصدمة الناتجة عن الانفجار الأصلي عبر الغاز المحيط، يتماشى المجال المغناطيسي مع حركة موجة الصدمة. يتم احتجاز الجسيمات المشحونة بواسطة المجال المغناطيسي حول مصدر الانفجار، حيث تتسارع بسرعة. تقوم هذه الجسيمات عالية الطاقة المتسارعة بدورها بنقل الطاقة، مما يحافظ على المجال المغناطيسي قويًا ومضطربًا.
منذ إطلاقه في ديسمبر 2021، رصد IXPE ثلاثة بقايا مستعر أعظم - Cassiopeia A وTycho والآن SN1006، مما يساعد العلماء على فهم أصول وعمليات المجالات المغناطيسية المحيطة بهذه الظواهر بشكل كامل.
تفاجأ العلماء عندما اكتشفوا أن SN1006 كان أكثر استقطابًا من بقايا المستعر الأعظم الآخرين، لكن الثلاثة أظهروا مجالات مغناطيسية موجهة نحو الخارج من مركز الانفجار. وبينما يواصل الباحثون استكشاف بيانات IXPE، فإنهم يعيدون توجيه فهمهم لكيفية تسارع الجسيمات في الأجسام المتطرفة مثل هذه.
المصدر المجمع: ScitechDaily