النجم النيوتروني ذرة بحجم جبل

النجوم النيوترونية واحدة من أكثر الأشياء تطرفا في الكون, فهي تشبة نواة ذرة عملاقة أبعادها بالكيلو متر و كثافتها لا يمكن تخيلها و عنيفة جدا. و لكن كيف يمكن لشئ كهذا أن يكون موجود؟

دورة حياة النجوم

حياة النجم يهيمن عليها قوتين متوازنتين و هي جاذبية النجم نفسة و ضغط الإشعاع الناتج من الإندماج النووي , و يحدث ذلك داخل نواة النجم حيث تندمج ذرات الهيدروجين و تتحول إلي الهيليوم و في النهاية ينفذ الهيدروجين داخل النجم, فإذا كان النجم كبير بما يكفي يبدأ الهيليوم في الإندماج ليكون الكربون,
و يصبح قلب هذا النجم الهائل طبقات مثل البصل, و كلما اصبحت الأنوية الذرية أثقل و أثقل فإنها تتراكم في المركز, و تنصهر ذرات الكربون إلي ذرات النيون ثم بعد ذلك الأكسجين ثم بعد ذلك السيليكون و في نهاية المطاف يصل الإندماج النووي إلي ذرة الحديد و التي لا يمكن أن تندمج لتكون عناصر أخري.

و عندما يتوقف الإنصهار النووي, ينخفض الضغط الإشعاعي بسرعة و يفقد النجم توازنه, و إذا كانت نواة النجم اكبر من 1.4 كتلة شمسية فيحدث إنهيار كارثي حيث تنهار طبقات النجم الخارجية إلي المركز بسرعة 70 ألف كيلومتر في الثانية الواحدة.

ولادة النجم النيوتروني

و الآن لم يتبقي سوي القوي الأساسية داخل الذرة لتواجه إنهيار الجاذبية, فيتغلب التنافر الكمي بين الإلكترونات و تندمج البروتونات و الإلكترونات إلي نيوترونات مجتمعة في كثافة مثل كثافة النواة أما الطبقات الخارجية للنجم فإنها تقذف إلي الفضاء في إنفجار هائل يطلق عليه المستعر الأعظم "Supernova Explosion" و ما يتبقي بعد ذلك هو النجم النيوتروني.

الآن لدينا نجم نيوتروني كتلته ما بين 1 إلي 3 كتلة شمية لكنها مضغوطه بشكل هائل في كرة عرضها حوالي 25 كيلومتر و كتلتها أكبر من كتلة الأرض بـ 500 الف مرة تلك الكرة تقريبا بحجم جزيرة مانهاتن في نيويورك.

كثافة ذلك النجم تكون هائلة بشكل لا يصدق حيث ان مكعب بحجم 1 سم يحتوي علي نفس الكتلة في مكعب من الحديد بأبعاد 700 متر و هذا تقريبا يعادل 1 مليار طن أي اثقل من جبل إيفرست داخل مكعب سكر في الفضاء.

جاذبية النجوم النيوترونية مبهرة للغاية, فإذا أسقط جسم من إرتفاع 1 متر من سطح النجم فإنه سوف يصل إلي السطح خلال مايكرو ثانية و بسرعة تصل إلي 7.2 مليون كيلو متر في الساعة, أما سطحه فيكون أملس للغاية مع بعض الإختلافات التي تصل إلي 5 ميليمتر علي أقصي حد, و غلاف جوي رفيع جدا حوالي 10 سم متر من البلازما الساخنة و تبلغ حرارة سطحه حوالي 1 مليون كلفن مقارنة بسطح الشمس الذي يبلغ حرارة سطحها 5800 كلفن.

طبقات النجم النيوتروني

لننظر الآن داخل النجم النيوتروني, إذا نظرنا في قشرة النجم فإنها علي الأغلب تتكون من أنوية ذرات الحديد المرصوصه مع بحر من الإلكترونات التي تسبح بينها و كلما إقتربنا من قلب النجم نجد نيوترونات أكثر مع إنخفاض كمية البروتونات حتي تصل إلي كثافة هائلة لا يمكن تصديقها من النيوترونات التي لا يمكن تمييزها, أما قلب النجم فهو غريب للغاية فنحن لا نعرف ما هي خصائصه و لكن هناك بعض التخمينات القريبة و هي أنه فائق السيولة من الإلكترونات المنحلة أو نوعا ما من الكواركات فائقة الكثافة و التي تسمي بلازما كوارك-غلوونية "Quark-gluon plasma" و هذا الأمر غير منطقي بالنسبة للطريقة التقليدية و لا يمكن أن تحدث إلا في ظروف بيئية متطرفة جدا.

و بطرق مختلفة فإن النجم النيوتروني شبيه بنواة ذرة عملاقة بينهما إختلاف أساسي مهم و هو أن نواة الذرة تتماسك مع بعضها عن طريق التفاعل القوي بينما يتماسك النجم النيوتروني عن طريق الجاذبية.
و إذا كان كل هذا ليس غريب بما يكفي فلنلق نظره علي بعض الخصائص الأخري.

ما هي خصائص النجم النيوتروني

يدور النجم النيوتروني بسرعة عالية جدا جدا فالنجم الحديث يدور عدة مرات في الثانية الواحدة و إذا توفر نجم قريب منه و يقوم بتغذيته فإنه يمكن أن يدور عدة مئات من المرات في الثانية الواحدة علي سبيل المثال فإن أحد النجوم النيوترونية و الذي يطلق علية "PSRJ1748-2446ad" يدور حول نفسة بسرعة 252 مليون كيلومتر في الثانية أي 24% من سرعة الضوء و تلك سرعة عالية لدرجة أنه شكل النجم غريب و منبعج, و تسمي تلك الأجسام بالنجم النابض لأنها تبعث موجات راديوية عالية, أما المجال المغناطيسي للنجم النيوتروني فهو تقريبا أقوي بـ 8 مليار مرة من المجال المغناطيسي للأرض و هو قوي للغاية لدرجة أن الذرة تنحني عندما تدخل في تأثير ذلك المجال المغناطيسي.
أعتقد أننا قد وصلنا إلي نقطه و هي أن النجوم النيوتروني هو واحد من أصعب الأجسام في الكون و بالرغم من ذلك فهو من أروعها أيضا.