تپ اختر

تَپ اخترها یا تَپارها ( به انگلیسی: Pulsar ) ستاره های نوترونی چرخانی هستند که با سرعت بسیار زیادی دوران می کنند و پالس های مداومی از انرژی تابشی به همراه خطوط میدان مغناطیسی قوی را از خود منتشر می کنند. برخی از تپ اخترها نیز پرتوهای ایکس تابش می کنند. ستاره های نوترونی در حقیقت بقایای هستهٔ ستارهٔ منفجر شده ای هستند که حجم کوچک و چگالی بسیار بالایی دارند. برای نمونه تپ اختری به قطر ۲۰ کیلومتر ۱٫۵ برابر جرم خورشید را در خود جای داده است. تپ اخترها هنگام تولد دمایی در حدود چند میلیون درجهٔ سلسیوس دارند و بلافاصله شروع به سرد شدن می کنند. نحوه و سرعت سرد شدن نیز به مواد تشکیل دهنده و چگالی آن ها بستگی دارد.
تاکنون بیش از ۱۰۰ تپ اختر مشخص شده اند. به جرأت می توان گفت که هر یک از آن ها ستاره ای نوترونی می باشد. تپ اختر سحابی خرچنگ، یکی از معروف ترین تپ اخترها، در هر ثانیه ۳۰ پالس به سوی زمین گسیل می کند که به معنای ۳۰ چرخش در ثانیه است. سرعت چرخش تپ اخترها به دور خود از چند میلی ثانیه ( بسیار سریع ) تا چند ده ثانیه ( بسیار کند ) متغیر است.
سرعت چرخش تپ اخترها با عمر آن ها نسبت عکس دارد؛ تپ اخترهای پیر آهسته تر به دور خود می گردند؛ بنابراین، سرعت چرخش نسبتاً بالای تپ اختر خرچنگ نشان دهندهٔ جوان بودن این تپ اختر است.
تپ اختر بادبان، افزون بر خرچنگ، تپ اختر دیگری درون ابرگاز در حال انبساطی قرار گرفته است، که به نظر می رسد باقی ماندهٔ یک ابرنواختر انفجاری باشد. به علت اینکه این تپ اختر در جهت صورت فلکی بادبان قرار دارد، تپ اختر بادبان نامیده می شود. این تپ اختر در مرکز سحابی آدامس که چاه رقیقی از ماده میان ستاره ای و به فاصلهٔ ۱٬۵۰۰ سال نوری از ما است، قرار دارد. ضربان های حاصل از تپ اختر بادبان به میزان ۱۲ عدد در ثانیه به ما می رسند. چون تپ اختر بادبان از تپ اختر خرچنگ آهسته تر می چرخد، در نتیجه ابرنواختری که این تپ اختر را تولید کرده است بایستی زودتر از ابرنواختر خرچنگ اتفاق افتاده باشد،
با یک تقریب ساده، ابرنواختر بادبان بین ۵٬۰۰۰ تا ۱۰٬۰۰۰ سال پیش منفجر شده است. چون تپ اختر بادبان به زمین بسیار نزدیک است – حدود یک دهم فاصلهٔ خرچنگ از ما – از این رو، انفجار ابرنواختر مربوط به آن بایستی به صورت یک ستارهٔ نو و بسیار روشن در جهان ظاهر شده باشد. این روشنایی بایستی بسیار زیادتر از روشنایی ماه کامل در طول چند هفته و در مراحل اولیه به رنگ قرمز آتشین دیده شده باشد. یک ابرنواختر به نزدیکی نمونهٔ اخیر، امروزه منظرهٔ باهیبتی دارد و مطمئناً برای ما منظرهٔ وحشتناکی خواهد بود.

تَپْ اَخْتَر (pulsar)
منبعی آسمانی که تپهایی با بازه های منظم، در گسترۀ زمانی چند ثانیه تا چند هزار ثانیه، گسیل می کند. تصور می شود تپ اخترها ستاره هایی نوترونی با چرخش سریع باشند که ضمن چرخش تابش هایی با طول موج رادیویی و نیز با سایر طول موج ها گسیل می کنند، جوسلین بل ـ برنل و آنتونی هیویشاین اجسام را در ۱۹۶۷ در رصدخانۀ اخترشناسی رادیویی مولاردِ کیمبریج، در انگلستان، کشف کردند. از زمان اولین شناسایی تپ اخترها تا ۱۹۹۸، هزار تپ اختر کشف شد. تپ اخترها ضمن پیرشدن کُندتر می شوند و سرانجام از درخشش بازمی مانند. در بین ۵۰۰ تپ اختر رادیویی شناخته شده، بیست تپ اختر، تپ اخترهای میلی ثانیه ایاند، و حدود هزار بار در ثانیه می تپند. تصور می شود چنین تپ اخترهایی بیش از ۱میلیارد سال عمر داشته باشند. دو تپ اختر، یکی با برآورد عمر ۱۰۰۰ سال در سحا بی خرچنگ، و دیگری با برآورد عمر ۱۱هزار سال در صورت فلکی بادبان، با نور مرئی می درخشند. در ۱۹۹۴، نزدیک ترین تپ اختر به زمین، با نام PSRJ۰۱۰۸-۱۴۳۱، به فاصلۀ ۲۸۰ سال نوری و در صورت فلکی قیطُس کشف شد. تپ اخترها در ابتدا منابع فشرده ای تلقی می شدند که به طور منظم و بسیار سریع تپ های رادیویی قوی گسیل می کنند. کشف نخستین تپ اختری که دورۀ تناوبی در حدود۱.۳۳۷۲۸ ثانیه را داشت، با ناباوری همکاران بِل روبه رو شد. در ۱۹۶۸ و بعد از تعیین موقعیت سه تپ اختر دیگر، گروه کیمبریج، که بِل هم در آن عضویت داشت، وجود این اجسام را اعلام کرد. این کشف با استفاده از دستگاهی عملی شد که هیوئیش برای بررسی اثرهای سوسوزنی در تابش اختروشها ساخته بود. یک سال پس از کشف تپ اخترها، مشخص شد که ستاره هایی نوترونی که سریعاً در چرخش اند براثر رُمبش گرانشی ستاره ها در انفجارهای ابرنواختری تشکیل می شوند. ستاره های نوترونی، که وجودشان را لف لانداو بنا به نظریه پیش بینی کرده بود (۱۹۳۲)، تقریباً به اندازۀ خورشید جرم دارند، اما شعاعشان حدود دَه کیلومتر است. درنتیجه، چگالی آن ها به نحوی باورنکردنی زیاد است. بخش عمده ای از هر ستارۀ نوترونی مایع است و نوترون های آن به طور مؤثر با یکدیگر در تماس اند، اما شمار پروتونها و الکترون های آزاد هم در آن به حدی است که منجر به رسانندگی الکتریکی زیاد می شود. در ناحیۀ مرکزی، که فشار فوق العاده زیادی دارد، نوترون ها ممکن است به ذرات بنیادی سنگین تری تبدیل شده باشند. در سطح، که فشار کمتری دارد، از تجمع نزدیکِ هسته های آهن پوسته ای بلوری به ضخامت تقریبی یک کیلومتر تشکیل می شود. از ترکیب دو عامل رسانندگی الکتریکی زیاد درونی و چرخش بسیار سریع ناشی از پایستگی تکانۀ زاویه ای مربوط به رمبش گرانشی اولیه، در واقع چیزی نظیر یک دینام قوی ایجاد می شود. ممکن است انتظار داشته باشیم که اُفت تدریجی انرژی منجر به کُندشدن حرکت دینام، و افزایش دائمی دورۀ تناوب آن شود؛ در واقع چنین چیزی را در شماری از تپ اخترها مشاهده کرده اند. در تپ اختر سحابی خرچنگ، افزایش دورۀ تناوب معادل۰.۰۰۰۰۰۰۳۰۰ ثانیه در روز است، این عددی است که با عمر ۹۰۰سالۀ برآوردشده برای آن سازگاری دارد. این آهنگ کُندشدن نشان می دهد که عمر دورۀ فعال هر تپ اختر حدود ۱۰۷ سال است. در بعضی تپ اخترها، علاوه بر کُندشدن پایدار، دورۀ تناوب با تغییرات ناگهانی کوچکی روبه رو می شود. تصور می شود که این تغییرات ناشی از تغییرشکل ناگهانی پوستۀ تپ اختر باشد. تپ اخترها برای بررسی خاصیت های گاز یونیده ای مفیدند که فضای بین ستاره ای را پُر کرده است. همچنین، با استفاده از این خاصیت ها می توان فواصل تپ اخترها، و سرعت حرکت آن ها را در فضا برآورد کرد. بیشتر تپ اخترهایی که تاکنون رصد شده اند به صفحۀ کهکشانی نزدیک اند و در راستای رو به مرکز کهکشان پرشمارترند، سرعت آن ها هم به نسبت زیاد است. شاید علت آن باشد که تپ اخترها، طی انفجارهای نواختری تشکیل دهنده شان، با قدرت به بیرون پرتاب شده اند و سرعت شان حاکی از آن است که در حال حاضر فقط در نزدیکی باقی ماندۀ جوان ترین اَبَرنواخترها یافت می شوند.