کشف شگفتانگیز سیگنال رادیویی CHIME J1634+44: چالشی برای قوانین فیزیک با چرخش فزاینده!
آیا میدانستید که اخیراً یک سیگنال رادیویی فوقالعاده عجیب کشف شده که میتواند درک ما از پدیدههای گذرا رادیویی طولانیمدت را زیر و رو کند؟ این سیگنال، که توسط تیمی بینالمللی از ستارهشناسان رصد شده، به دلیل ویژگیهای منحصر به فردش، فرضیههای موجود در فیزیک را به چالش میکشد.
یک تیم بینالمللی از ستارهشناسان، یک دسته جدید از اجرام آسمانی ساطعکننده امواج رادیویی را کشف کردهاند که میتواند تعریف ما از پدیدههای گذرا رادیویی طولانیمدت (Long-Period Transients یا LPTs) را متحول کند. در مطالعهای که در وبسایت arXiv منتشر شده، این تیم به توصیف جرم آسمانی CHIME J1634+44 پرداخته است؛ یک منبع بسیار غیرمعمول که از طریق پروژه CHIME/FRB Pulsar Survey کشف شده است. چیزی که این جرم را متمایز میکند، نه تنها دوره چرخش بسیار طولانی آن است، بلکه قطبش دایرهای نادر و نشانههایی از چرخش فزاینده نیز در آن دیده میشود؛ ترکیبی که قبلاً در خانواده رو به رشد پدیدههای گذرا طولانیمدت (LPTs) مشاهده نشده بود.
سیگنالی با ضربان ۸۴۱ ثانیهای و ساختار پالس منحصربهفرد
جرم مورد بحث، CHIME J1634+44، یک دوره چرخش بسیار کند معادل ۸۴۱ ثانیه را نشان میدهد که آن را در میان کندترین منابع ساطعکننده امواج رادیویی کشفشده قرار میدهد. جالبتر اینکه، این جرم یک تناوب ثانویه ۴,۲۰۶ ثانیهای نیز از خود نشان میدهد که به باور محققان، ممکن است به برهمکنشهای دوتایی مرتبط باشد؛ شاید نشاندهنده یک رابطه گرانشی یا مادی با یک جرم همراه باشد. از زمان تشخیص اولیه در اکتبر ۲۰۲۲، این منبع تحت نظر قرار گرفته و پالسهای فعالسازی مجدد از آن مشاهده شده است که در مجموع ۸۹ پالس منحصربهفرد طی یک بازه زمانی ۴.۵ ساله ثبت شده است.
آنچه این منبع را به طور ویژه جذاب میکند، انتشار مداوم پالسهای رادیویی کاملاً قطبیده دایرهای است؛ ویژگیای که به ندرت در چنین منابع طولانیمدت دیده میشود. این خصوصیات نشان میدهد که CHIME J1634+44 صرفاً یک تپاختر با چرخش آهسته نیست، بلکه احتمالاً چیزی بسیار عجیبتر است. این جرم ممکن است یک کوتوله سفید مغناطیسی، یک مگنتار یا یک دسته کاملاً جدید از اجرام آسمانی باشد.
کشفی برآمده از پایش دقیق آسمان
تشخیص CHIME J1634+44 به لطف پروژه CHIME/FRB single-pulse pulsar survey ممکن شد. این پروژه از یک الگوریتم پیشرفته برای جداسازی سیگنالها در کهکشان راه شیری بر اساس اندازهگیری پراکندگی (Dispersion Measures یا DM) استفاده میکند. همانطور که محققان توضیح دادند:
«CHIME J1634+44 در پروژه CHIME/FRB single-pulse pulsar survey کشف شد. در این پروژه، ما از معیارهای تحریک CHIME/FRB برای تمام منابعی استفاده میکنیم که اندازهگیری پراکندگی (DM) آنها به اندازهای کم است که طبق مدلهای NE2001 و YMW16، بتوان آنها را درون کهکشان راه شیری در نظر گرفت.»
آزمایش نقشهبرداری شدت هیدروژن کانادا (Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment یا CHIME) نقش مهمی در آشکارسازی طیف گستردهای از پدیدههای گذرا رادیویی، از انفجارهای رادیویی سریع (Fast Radio Bursts یا FRBs) گرفته تا منابعی با تغییر آهستهتر مانند همین جرم، ایفا کرده است. ظرفیت این تلسکوپ برای پایش بخشهای وسیعی از آسمان با حساسیت بالا و تفکیکپذیری زمانی، آن را برای تشخیص این سیگنالهای گریزان با فرکانس پایین ایدهآل میسازد.
شتاب در چرخش، نشانهای از نیروهای قدرتمند در کار است
یکی دیگر از ویژگیهای غیرمعمول CHIME J1634+44، شتاب چرخش آن است که با مشتق دوره منفی حدود ۹٫۰۳- ثانیه بر ثانیه تخمین زده میشود. این شتاب غیرمنتظره است، زیرا بیشتر ستارگان نوترونی یا تپاخترهای شناختهشده معمولاً به دلیل از دست دادن انرژی از طریق تابش یا بادهای ستارهای، رفتار کاهشی در چرخش از خود نشان میدهند. افزایش سرعت چرخش مشاهدهشده، یا نشاندهنده تجمع مواد از یک ستاره همراه است یا شاید تزریق انرژی از طریق تابش امواج گرانشی.
این نتیجه، پیامدهای گستردهای دارد. در صورت تأیید، CHIME J1634+44 به اولین LPT شناختهشده تبدیل خواهد شد که چنین رفتار چرخشی از خود نشان میدهد و مدلهای نظری موجود را به چالش میکشد. این کشف همچنین دریچهای را به سوی مطالعه نحوه انتقال تکانه زاویهای در سیستمهای اخترفیزیکی شدید، بهویژه در مواردی که مکانیک سنتی تپاخترها ممکن است کاربرد نداشته باشد، میگشاید.
کلیدی برای رمزگشایی معمای پدیدههای گذرا طولانیمدت
پدیدههای گذرا طولانیمدت همچنان یکی از کمتر درکشدهترین دستهها از منابع رادیویی هستند. منشأ، سازوکارهای انتشار و مسیرهای تکاملی آنها هنوز تا حد زیادی فرضی هستند. CHIME J1634+44، با ویژگیهای منحصربهفرد خود، ممکن است کلید درک این گروه مرموز باشد.
در مقاله منتشرشده، این تیم بر پتانسیل علمی این جرم تأکید کرده است:
«CHIME J1634+44 به عنوان یک بستر آزمایشی مهم برای نظریههای انتشار LPT عمل خواهد کرد و در میان مجموعه منابع گذرا شناختهشده، منحصربهفرد است.»
ویژگیهای غیرمعمول آن—بهویژه ترکیب تناوب طولانی، شتاب چرخش و قطبش دایرهای—آن را از جمعیت شناختهشده ستارگان نوترونی و مگنتارها متمایز میکند. اگر مشاهدات کنونی و آینده بتوانند مکانیسمهای پشت انتشار آن را تأیید کنند، ممکن است به اخترفیزیکدانان کمک کند تا بین مدلهای منشأ LPT رقابتی تمایز قائل شوند و حتی الهامبخش چارچوبهای نظری جدید شود.
