تپ اختر تند پرتو ایکس

انسان از دیر باز انفجارهای ابر نو اختری را می‌شناسد. چندین بار در تاریخ مدون آمده است که کسانی که به آسمان نگاه می‌کرده‌اند شاهد صحنه تماشایی لحظه احتضار یک ستاره عظیم بوده‌اند. آنها می‌دیده‌اند که یک ستاره کم سو ناگهان شعله می‌کشد و از میلیادها خورشید قدرتمندتر می‌شود و به قدری درخشان می‌شود که هفته‌ها در آسمان حتی در روز نیز قابل رؤیت باقی می‌ماند. اما از سال 1604 میلادی تا این زمان هیچ ابر نو اختری مذی‌ای در کهکشان ما منفجر نشده است. اختر شناسانی که در پی درک علل این انفجارهای آسمانی هستند تنها می‌توانند ابر نو اخترهای کم نوری را که ما در سایر کهکشانها می‌بینیم و بقایای ابر نو اخترها در کهکشان خودمان و در کهکشانهای مجاور (ابرهای ماژلان) را مطالعه کنند.
یکی از شگفت انگیزترین تقایای ابر نو اختری سحابی خرچنگ است. این سحابی آثار باقی مانده از انفجاری است که در سال 1054 میلادی انسانها شاهد آن بودند. این تنها ابر نو اختر تازیخ مدون است که یک تپ اختر (یعنی یک ستاره نوترونی با چرخش تند) از خود بر جای گذاشته است. اما تا اکنون هیچ بقایای ابر نو اختری دیگری که کاملاً به سحابی خرچنگ شبیه باشد مشاهده نشده است و به همین دلیل تعبیر روی دادهای درون این بقایای ابر نو اختری را که بیش از بقایای نو اختری دیگر رصد شده است مشکل کرده است. کشف یک تپ اختر پرتو – xی با دوره تناوب 50 ms در ابر بزرگ ماژلان، که کهکشان کوچکی به فاصله نه چندان دور از راه شیری است، خط بطلان بر یک تایی خرچنگ، که اختر شناسانِ علاقه‌مند به مطالعه آن را به کلی گیج کرده بود، کشید. این تپ اختر نه تنها یکی از دو ستاره نوترونی چرخان است که دورترین هستند بلکه آهنگ بالای چرخش آن و هم چنیم بقایای ابر نو اختری پیرامونش شباهت بسیار نزدیک آن را به تپ اختر واقع در سحابی خرچنگ نشان می‌دهد.
منشأ سحابی خرچنگ فاجعه نجومی‌ای بود که سال 1054 در ابر نو اختر رخ داد. این تپ اختر در اثر رمبش گرانشی هسته یک ستاره عظیم آفریده شد و اکنون با سرعت سی دور بر ثانیه به دور خود می‌چرخد اگر چه سرعت چرخش آن در حال کم شدن است: دوره تناوب آن با آهنگ سیزده میکرو ثانیه در سال افزایش می‌یابد. طی این فرایند، انرژی چرخشی به میدانهای مغناطیسی و به شتاب الکترونها تا سرعتهای نسبیتی تبدیل می‌شود. این الکترونها یک حجم سه هزار سال نوری مکعب را در اطراف این تپ اختر پر می‌کنند و مقدار فوق العاده زیادی انرژی تابش می‌کنند. درخشندگی کل این تابش در حدود یک صد هزار برابر درخشندگی خورشید است. این امر، سحابی خرچنگ و ستاره نوترونی مرکزی آن را به یک چشمه فوق العاده درخشان برای تمامی طول موجها، از رادیویی گرفته تا پرتو x، تبدیل کرده است. علی رغم کوششهای بسیاری از پژوهشگران، و علی رغم شناخت نسبتاً خوبی که از علل عام حاکم بر خصوصیات کلی سحابی خرچنگ در دست است، هنوزجزئیات چگونگی عمل کرد آن به خوبی شناخته نشده است. به عنوان مثال هنوز نمی‌دانیم که تابش تپیده ستاره نوترونی چگونه تولید می‌شود (و چطور انرژی در این تپشها هزار برابرِ انرژی گسیل شده از خورشید است)، یا این که چگونه انرژی چرخشی به ذرات انرژی بالا و میدانهای مغناطیسی داده می‌شود. هم چنین در باره نوع ستاره‌ای که خرچنگ از انفجار آن به درون حاصل می‌شود و در این مورد که چرا خرچنگ یک تا به نظر می‌رسد هیچ اطلاعی نداریم.
و بالاخره سحابی خرچنگ دیگری پیدا شد! تپ اختر جدید LMC درون یک بقایای ابر نو اختری قرار گرفته است. شباهت این تپ اختر به تپ اختر خرچنگ، هر چه رصدهای جدیدتری به عمل می‌آید، به طور فزاینده‌ای بیشتر می‌شود. یک سحابی اپتیکی، با همان روشنایی و وسعت سحابی سنکروترونی اپتیکی خرچنگ، در پیرامون این تپ اختر جدید دیده شده است. طیفهای رادیویی و پرتو x سحابی جدید، همانند طیفهای سحابی خرچنگ، سخت و بدون ویژگیهای مشخص هستند.
با وجود این، دو تفاوت مهم میان آنها وجود دارد. درخشندگی پرتو xی تپیده تپ اختر جدید بیشتر از درخشندگی مربوط در تپ اختر خرچنگ است و شکل تپ آنها کاملاً با هم متفاوت است؛ که این امر بایستی به تعیین منشأ تابش تپیده با بسامد زیاد در مغناطو سپهرهای ستاره‌های نوترونی چرخان کمک کند. وانگهی، این بقایای ابر نو اختری حاوی یک حلقه اکسیژن یونیده در اطراف تپ اختر است که نشان می‌دهد فراوانی اکسیژن در تپ اختر جدید بیشتر از فراوانی رصد شده در رشته‌های درخشان خرچنگ است. این امر نشان مهمی از ماهیت ستاره اولیه است، ستاره‌ای که نمی‌توانسته است تفاوت زیادی با ستاره منفجر شده در سال 1054 داشته باشد. ما با اشتیاق در انتظار رصدهای جدید دیگری از این دستگاه و شناخت بهتری نسبت به این نوع بقایای ابر نو اختری هستیم.