The life cycle of a neutron star - David Lunney

المترجم: سلمان محمد المدقّق: Nada Qanbar

About once every century,

حوالي مرة كل قرن

a massive star somewhere in our galaxy

نجم ضخم في مكانٍ ما في مجرتنا

runs out of fuel.

يستنفذ وقوده

This happens after millions of years of heat and pressure

يحدث هذا بعد ملايين السنين من الحرارة والضغط

have fused the star’s hydrogen

التي صهرت الهيدروجين الخاص بالنجم

into heavier elements like helium, carbon, and nitrogen— all the way to iron.

إلى عناصر أثقل مثل: الهيليوم، والكربون والنياتروجين- وصولًا إلى الحديد

No longer able to produce sufficient energy to maintain its structure,

لم يعد قادرًا على إنتاج الطاقة الكافية للحفاظ على بنيته،

it collapses under its own gravitational pressure and explodes in a supernova.

فينهار تحت تأثير ضغط جاذبيته وينفجر في مُستعرِ أعظم

The star shoots most of its innards into space,

ويقذف النجم معظم ما بداخله إلى الفضاء

seeding the galaxy with heavy elements.

ناثرًا عناصره الثقيلة في المجرة.

But what this cataclysmic eruption leaves behind might be even more remarkable:

ولكن ما ينجم عن هذا الانفجار الهائل قد يكون أكثر وضوحًا:

a ball of matter so dense that atomic electrons

كرة من المواد كثيفة جدًا لدرجة أن الإلكترونات الذرية

collapse from their quantum orbits into the depths of atomic nuclei.

تسقط من مداراتها الذرية إلى أعماق نواة الذرة.

The death of that star is the birth of a neutron star:

موت ذلك النجم هو الميلاد لنجم نيوتروني

one of the densest known objects in the universe,

أحد أكثر المواد المعروفة كثافة في الكون

and a laboratory for the strange physics of supercondensed matter.

ومعمل لفيزياء غريبة لمادة فائقة الكثافة

But what is a neutron star?

ولكن ما هو النجم النيوتروني؟

Think of a compact ball inside of which protons and electrons fuse into neutrons

فكر في كرة مُدمجة بداخلها بروتونات وإلكترونات تندمج لتشكل نيترونات

and form a frictionless liquid called a superfluid—

وتشكل سائل غير احتكاكي يُسمى "فائق الميوعة"

surrounded by a crust.

تحيطه قشرة.

This material is incredibly dense –

هذه المادة كثيفة بشكل لا يصدق

the equivalent of the mass of a fully-loaded container ship

ما يعادل كتلة سفينة حاويات محملة بالكامل

squeezed into a human hair,

مضغوطة في شعرة إنسان.

or the mass of Mount Everest in a space of a sugar cube.

أو كتلة جبل إفيريست في مساحة مكعب سكر.

Deeper in the crust, the neutron superfluid forms different phases

في أعماق القشرة، يُكوِّن النيوترون فائق الميوعة أطوارًا مختلفة

that physicists call “nuclear pasta,”

ما يُسميه علماء الفيزياء "المعكرونة النووية"

as it’s squeezed from lasagna to spaghetti-like shapes.

حيث إنها تشبه انضغاط (اللزانيا) إلى (اسباغيتي)- في الشكل

The massive precursors to neutron stars often spin.

تدور عادة السلائف الضخمة للنجم النيوتروني.

When they collapse,

عندما تنهار

stars that are typically millions of kilometers wide

النجوم التي عادةً ما يكون عرضها ملايين الكيلومترات،

compress down to neutron stars that are only about 25 kilometers across.

تنضغط إلى نجوم نيوترونية والتي يكون قطرها نحو 25 كيلومتر فقط.

But the original star’s angular momentum is preserved.

ولكن الزخم الزاوي الخاص بالنجم محفوظ.

So for the same reason that a figure skater’s spin accelerates

لذا ولنفس السبب يتسارع شكل المتزلجة

when they bring in their arms,

عندما تثني ذراعيها للداخل،

the neutron star spins much more rapidly than its parent.

يدور النجم النيوتروني بشكل أسرع بكثير من والده.

The fastest neutron star on record rotates over 700 times every second,

أسرع نجم نيوتروني تم تسجيله يدور أكثرمن 700 مرة في كل ثانية

which means that a point on its surface whirls through space

مِما يعني أن نقطة على سطحه تدور الفضاء

at more than a fifth of the speed of light.

أكثر من خمس مرات بسرعة الضوء.

Neutron stars also have the strongest magnetic field of any known object.

يمتلك النجم النيوتروني أقوى حقل مغناطيسي لأي جسم معروف

This magnetic concentration forms vortexes

يُشكل هذا التركيز المغناطيسي دوامات

that radiate beams from the magnetic poles.

والتي تصدر إشعاعات من الأقطاب المغناطيسية.

Since the poles aren’t always aligned with the rotational axis of the star,

وبسبب أن الأقطاب ليست دائمًا مُحاذية لمحور دوران للنجم؛

the beams spin like lighthouse beacons,

تدور الأشعة مثل ضوء المنارة،

which appear to blink when viewed from Earth.

والتي تبدو كالوميض عندما تُشاهَد من الأرض.

We call those pulsars.

نُسميها "النجوم النابضة."

The detection of one of these tantalizing flashing signals

اكتشاف واحدة من هذه الإشارات الوامضة المُحيِّرة

by astrophysicist Jocelyn Bell in 1967

من قِبل عالمة الفيزياء الفلكية (جوسلين بيل) في عام 1967

was in fact the way we indirectly discovered neutron stars

كان في الواقع الطريقة التي اكتشفنا بها النجوم النيوترونية بشكل غير مباشر

in the first place.

في المقام الأول.

An aging neutron star’s furious rotation slows over a period of billions of years

يتباطئ الدوران الجنوني لنجم نيتروني هَرِِم خلال فترة من مليارات السنين

as it radiates away its energy in the form of electromagnetic and gravity waves.

حيث تشع طاقتها بعيدًا في شكل موجات كهرومغناطيسية وجاذبية.

But not all neutron stars disappear so quietly.

ولكن لا تختفي كل النجوم النيوترونية بهدوء.

For example, we’ve observed binary systems

على سبيل المثال: لاحظنا أنظمة ثُنائية

where a neutron star co-orbits another star.

حيث يشارك نجم نيوتروني نجمًا آخر في المدار.

A neutron star can feed on a lighter companion,

يمكن لنجم نيوتروني أن يتغذى على رفيق أخف،

gorging on its more loosely bound atmosphere

يلتهم بغلافه الأكثر تمددًا

before eventually collapsing cataclysmically into a black hole.

قبل أن ينتهي به المطاف بانهيار كارثي إلى ثقب أسود.

While many stars exist as binary systems,

في حين أن الكثير من النجوم تتواجد في أنظمة ثُنائية،

only a small percentage of those end up as neutron-star binaries,

نسبة ضئيلة فقط منها ينتهي بها الحال كثنايات النجوم النيوترونية

where two neutron stars circle each other in a waltz doomed to end as a merger.

حيث يدور نجمان نيوترونيان حول بعضهما محكومٌ عليهما بالانتهاء إلى الاندماج

When they finally collide, they send gravity waves through space-time

عندما يتصادمان أخيرًا، يرسلان موجات الجاذبة عبر الزمكان

like ripples from a stone thrown into a calm lake.

كأنها تموجات إثر رمي حجر في بحيرةٍ هادئة.

Einstein’s theory of General Relativity

نظرية أينشتاين للنسبية العامة

predicted this phenomenon over 100 years ago, but it wasn't directly verified

توقعت هذه الظاهرة منذ أكثر من 100 عام، لكن لم يتم التحقق منها بشكل مباشر

until 2017,

حتى 2017،

when gravitational-wave observatories LIGO and VIRGO

عندما قام مرصدا الموجات الجاذبية (لايغو) و (فيرغو)

observed a neutron star collision.

برصد اصطدام نجم نيوتروني.

Other telescopes picked up a burst of gamma rays and a flash of light,

التقطت تليسكوبات أخرى انفجارًا لأشعة غاما ووميض ضوئي،

and, later, x-rays and radio signals, all from the same impact.

ومؤخرًا، أشعة إكس وإشارات راديو، كلها إثر نفس الاصطدام.

That became the most studied event in the history of astronomy.

وأصبح ذلك الحدث الأكثر دراسة في تاريخ علم الفلك.

It yielded a treasure trove of data

مما أسفر عن كنز دفين من البيانات

that’s helped pin down the speed of gravity,

والذي ساعد في تحديد سرعة الجاذبية،

bolster important theories in astrophysics,

وتعزيز نظريات مهمة في الفيزياء الفلكية،

and provide evidence for the origin of heavy elements like gold and platinum.

وتقديم أدلة على أصل العناصر الثقيلة مثل الذهب والبلاتينيوم.

Neutron stars haven’t given up all their secrets yet.

لم تكشف النجوم النيوترونية عن كل أسرارها بعد،

LIGO and VIRGO are being upgraded to detect more collisions.

يتم تطوير (لايغو) و (فايغو) للكشف عن المزيد من التصادمات.

That’ll help us learn what else

سيساعدنا ذلك على معرفة المزيد

the spectacular demise of these dense, pulsating, spinning magnets

عن ما يمكن للانهيار المذهل لهذه المغناطيسيات النابضة الدوارة

can tell us about the universe.

أن يخبرنا عن الكون.