اكتشاف نجم نابض محتمل قرب مركز مجرة درب التبانة يفتح آفاقاً جديدة لاختبار نظرية النسبية العامة

عالمي - وكالة أنباء إخباري

اكتشاف نجم نابض محتمل قرب مركز مجرة درب التبانة يفتح آفاقاً جديدة لاختبار نظرية النسبية العامة

لطالما كان مركز مجرة درب التبانة لغزاً للفيزيائيين الفلكيين، حيث يُفترض أن يكون موطناً لعدد كبير من النجوم النابضة، لكن العثور عليها يظل تحدياً كبيراً. الآن، أشار بحث جديد إلى اكتشاف نجم نابض مرشح، يُدعى BLPSR، يقع على مقربة استثنائية من قلب مجرتنا، مما قد يمثل نقطة تحول حاسمة في فهمنا للكون. إذا تم تأكيد وجود هذا النجم النابض، فإنه سيوفر مختبراً طبيعياً مثالياً لاختبار نظرية النسبية العامة لألبرت أينشتاين في بيئة جاذبية قصوى.

جاء هذا الاكتشاف الأولي من مسح Breakthrough Listen Galactic Center Survey، وهو أحد أكثر عمليات البحث حساسية عن النجوم النابضة في المنطقة المركزية المعقدة لدرب التبانة. نُشرت تفاصيل هذا البحث في ورقة علمية بعنوان "On the Deepest Search for Galactic Center Pulsars and an Examination of an Intriguing Millisecond Pulsar Candidate" في مجلة The Astrophysical Journal، بقيادة المؤلفة الرئيسية الدكتورة كارين بيريز، خريجة الدكتوراه حديثاً من جامعة كولومبيا. استندت الدراسة إلى حوالي 20 ساعة من الملاحظات لمركز المجرة باستخدام تلسكوب غرين بانك الراديوي في ويست فيرجينيا، وكان البحث حساساً للنجوم النابضة الأكثر سطوعاً التي يتوقع علماء الفيزياء الفلكية العثور عليها.

تُعد النجوم النابضة، وهي نجوم نيوترونية ممغنطة للغاية وتدور بسرعة فائقة، بمثابة منارات كونية تبعث إشعاعاً كهرومغناطيسياً من أقطابها. عندما تتجه هذه الأقطاب نحو الأرض، يمكننا رصد إشاراتها النبضية المنتظمة. المرشح المكتشف حديثاً، BLPSR، هو نجم نابض ميلي ثانية (MSP) بتردد 8.19 مللي ثانية بين الإشارات. موقعه بالقرب من ثقب درب التبانة الهائل (Sagittarius A*) يجعله ذا أهمية فلكية فريدة. هناك ستة نجوم نابضة معروفة بالقرب من مركز المجرة، لكن أياً منها ليس قريباً بما يكفي (في حدود فرسخ فلكي واحد) من الثقب الأسود الهائل لاختبار نظريات الجاذبية بشكل فعال.

مشكلة النجوم النابضة المفقودة في مركز درب التبانة هي لغز محير. على الرغم من أن المنطقة مليئة بالنجوم ومن المتوقع أن تزخر بالنجوم النابضة — حيث تتشكل النجوم النابضة من انفجارات المستعرات العظمى للنجوم الضخمة — إلا أنه لم يتم اكتشاف سوى عدد قليل جداً منها. يشير العلماء إلى أن التشتت القوي للإشارات أو الديناميكيات المدارية الشديدة قد تحجب هذه النجوم. يقول المؤلفون: "هذا يعمق مشكلة النجوم النابضة المفقودة المستمرة في مركز المجرة، مما يعزز فكرة أن التشتت القوي و/أو الديناميكيات المدارية الشديدة قد تحجب إشارات النجوم النابضة في هذه المنطقة."

إذا تم تأكيد BLPSR، فإنه سيفتح الباب أمام "اختبارات غير مسبوقة" للنسبية العامة. أوضح الدكتور سلافكو بوجدانوف، المؤلف المشارك في الدراسة وعالم الأبحاث في مختبر كولومبيا للفيزياء الفلكية، في بيان صحفي: "أي تأثير خارجي على نجم نابض، مثل قوة الجاذبية لجسم ضخم، من شأنه أن يُدخل تشوهات في الوصول المنتظم للنبضات، والتي يمكن قياسها ونمذجتها." وأضاف: "بالإضافة إلى ذلك، عندما تنتقل النبضات بالقرب من جسم ضخم جداً، قد تنحرف وتتعرض لتأخيرات زمنية بسبب انحناء الزمكان، كما تتنبأ نظرية النسبية العامة لأينشتاين."

هذا التكوين — ساعة دقيقة للغاية تدور عن كثب في بيئة جاذبية قصوى — سيمكن العلماء من الحصول على قياسات دقيقة للزمكان بالقرب من الثقوب السوداء الهائلة لأول مرة. يمكن أن تسمح هذه الملاحظات لعلماء الفيزياء بقياس ظاهرة سحب الإطار (frame-dragging) واختبار نظرية "لا شعر" (no-hair theorem)، من بين أمور أخرى حاسمة لفهم الثقوب السوداء. ومع ذلك، يظل هناك تحدٍ كبير: تم اكتشاف BLPSR مرة واحدة فقط، ولم يظهر في الملاحظات اللاحقة. يحذر الباحثون من أن الإشارة قد تكون ناتجة عن ضوضاء الخلفية. "في ضوء هذه العوامل — وبالنظر إلى الآثار الاستثنائية لاكتشاف نجم نابض بالقرب من Sgr A* — ما زلنا متشككين للغاية بشأن BLPSR ونؤكد أن هناك حاجة لعبء إثبات أقوى بكثير قبل تأكيد أصله الفلكي."

على الرغم من الشكوك، فإن إمكانات هذا الاكتشاف كبيرة. قامت مبادرة Breakthrough Listen بإتاحة بياناتها للجمهور، مما يسمح للباحثين الآخرين بفحصها والتحقق منها. تتطلع الدكتورة بيريز وفريقها إلى ملاحظات متابعة أكثر حساسية لمركز المجرة. وصرحت بيريز: "نتطلع إلى ما قد تكشفه الملاحظات اللاحقة حول هذا النجم النابض المرشح. إذا تم تأكيده، فإنه يمكن أن يساعدنا في فهم مجرتنا ونظرية النسبية العامة ككل بشكل أفضل." تُعد الملاحظات المستقبلية ضرورية، ويشير المؤلفون إلى أن مصفوفة الكيلومتر المربع (Square Kilometer Array) قد تكون قادرة على اكتشاف وتأكيد النجوم النابضة في مركز المجرة، مما يمهد الطريق لاختبارات غير مسبوقة لأحد أهم نظريات الفيزياء الحديثة.

وكالة أنباء إخباري