نجم نيوتروني يكسر حد إدينغتون ويوضح كيفية القيام بذلك

تقع مصادر الأشعة السينية فائقة القوة (ULX) خارج مراكز المجرات، وتنبعث منها بشكل مكثف لدرجة أن لمعانها يتجاوز حد إدنجتون للنجم النيوتروني، حيث يجب أن يؤدي الضغط الإشعاعي إلى فتح المادة الساقطة ووقف التراكم. وكان من المفترض أن هذه المصادر تحتوي على ثقوب سوداء. ومع ذلك، فقد أظهر اكتشاف نبضات الأشعة السينية في السنوات الأخيرة أن بعضًا من ULX على الأقل عبارة عن نجوم نيوترونية ذات كتلة عادية تقع عليها المادة في النظام الشديد لتراكم إدنجتون الفائق. ولكن ما الذي يسمح بالضبط للنجم النيوتروني بتحمل مثل هذا التدفق للمادة؟ أحد التفسيرات المحتملة هو المجالات المغناطيسية القوية للغاية، والتي يمكن مقارنتها بمجالات الأجسام الأكثر مغناطيسية في الكون – النجوم المغناطيسية. صحيح أنه لم يكن هناك أي دليل طيفي مباشر على وجودهم.

بعد دراسة المصدر NGC 4656 ULX-1 باستخدام مرصد الأشعة السينية الأوروبي XMM-Newton، اكتشف علماء الفلك خط امتصاص ضيق في طيفه. وهذا مهم لأنها تحدث عندما تتحرك الجسيمات في مجال مغناطيسي قوي وتبدأ في امتصاص الفوتونات عند مستوى طاقة محدد بدقة. يطلق الباحثون على هذه الظاهرة اسم الرنين السيكلوتروني. وأظهرت نتائج العمل العلمي، التي عرضت في مجلة علم الفلك والفيزياء الفلكية، أن الخط متين للتغيرات في نموذج الطيف ويحتفظ بأهمية إحصائية بترتيب ثلاثة سيجما حتى مع طرق معالجة البيانات المختلفة. يقلل هذا الاكتشاف من احتمالية أن تكون الإشارة عبارة عن قطعة أثرية للمراقبة أو غرابة في الأدوات. ومن الممكن أن يكون هذا الخط قد نشأ بسبب امتصاص الذرات شديدة التأين في الرياح النجمية السريعة، لكن في هذه الحالة كان من المفترض أن تظهر تحولات أخرى في الطيف، لكن لم يتم ملاحظتها. لذلك، خلص الباحثون إلى أن خط انبعاث بروتون السيكلوترون قد يكون تفسيرًا أكثر طبيعية. والحقيقة هي أن مثل هذه الخطوط تظهر في مجالات مغناطيسية أقوى بكثير: نظرًا للكتلة الكبيرة للبروتون، فإن طاقة الخط في نطاق الأشعة السينية لا تتجاوز بضعة كيلو إلكترون فولت.

إذا كانت الاستنتاجات صحيحة، فإن الخط المقاس في منطقة تكوينه يتوافق مع النجم المغناطيسي. في هذه الحالة، قد لا نتحدث عن المجال ثنائي القطب العالمي للنجم، ولكن عن بنية متعددة الأقطاب أكثر تعقيدًا تتركز بالقرب من السطح. هذا هو السيناريو الذي تتم مناقشته غالبًا لأنظمة ULX. ومن السابق لأوانه استخلاص استنتاجات نهائية: فهي تتطلب عمليات رصد أعمق، بما في ذلك بعثات الأشعة السينية المستقبلية. ومع ذلك، فإن النتيجة تدعم بالفعل الصورة القائلة بأن بعض مصادر ULX على الأقل يبدو أنها تخفي نجومًا نيوترونية ذات مجالات مغناطيسية بالقرب من السطح. إذا تم تأكيد نتائج العمل، فإن هذه المصادر لن تكون ببساطة شديدة السطوع وستصبح مختبرات طبيعية للفيزياء المتطرفة، حيث يتم اختبار نماذج التراكم والمجالات المغناطيسية في وقت واحد.