ایتنا - دانشمندان بزرگترین ستارهٔ نوترونی (یا کوچکترین سیاهچاله) را که هنوز درگیر یک برخورد کیهانی شگفت‌انگیز است، مشاهده کردند.
شنبه ۱۴ تير ۱۳۹۹ ساعت ۱۸:۱۴
مشاهده بزرگترین ستاره نوترونی
به گزارش ایتنا و به نقل از Space، امواج گرانشی زمانی شکل می‌گیرند که اشیاء غول‌پیکر، فضا را در اطراف خود دچار اعوجاج می‌کنند و موج‌هایی به سراسر جهان می‌فرستند. نخستین‌بار در سال ۲۰۱۵ بود که دانشمندان چنین امواجی را که از برخورد دو سیاهچالهها تشکیل شده بود، کشف کردند. از آن زمان،شناسایی امواج گرانشی بسیار کار شگفت‌آوری شده و دانشمندان بسیار هیجان‌زده شده‌اند.
به‌تازگی گروهی از پژوهشگران موفق به‌شناسایی نخستین سیگنال موج گرانشی شده‌اند که در اثر برخورد جسمی «بزرگتر از بزرگترین ستاره نوترونی شناخته‌شده» اما «کوچکتر از کوچکترین سیاهچاله شناخته‌شده» ایجاد شده است. اگرچه این کشف بسیار پیچیده است، اما این سیگنال نوید مشاهدات شگفت‌انگیزتری را می‌دهد. این کشف حتی می‌تواند درک جدیدی از وقوع ابرنواخترها را برای ما به ارمغان بیاورد.
کریستوفر بری (ستاره‌شناس موج گرانشی و همکار در این پژوهش جدید) می‌گوید: «این یک رویداد خارق‌العاده است و به‌راستی درک ما پیرامون سیاهچالهها و ستاره‌های نوترونی را تغییر خواهد داد.»
دانشمندان در روز ۱۴ اوت سال ۲۰۱۹ این موج گرانشی را گرفتند و هنگامی که تحلیل اولیه نشان داد که این برخورد می‌توانست باعث یکپارچه شدن یک سیاهچاله و یک ستاره نوترونی شود، دانشمندان بسیار شگفت‌زده شدند. برخورد این دو شیء نوعی رویداد موج گرانشی است که دانشمندان با اشتیاق در انتظار آن بودند، زیرا تاکنون فقط ادغام جفت‌های همسان را مشاهده کرده‌اند.
اما زمانی که اخترفیزیکدانان تحلیلهای بیشتری روی داده‌ها انجام دادند، دریافتند که چیز دیگری نیز وجود دارد. بنا بر تحلیل دانشمندان، یکی از اجسام برخوردکننده تقریباً ۲۳ برابر جرم خورشید بود (یعنی یک سیاهچاله) و دیگری حدود ۲٫۶ برابر جرم خورشید.
این اندازه، در دسته‌ای قرار می‌گیرد که دانشمندان آن را «شکاف جرم» می‌نامند؛ یعنی جسمی بسیار کوچکتر از سیاه‌چاله‌هایی که تا به‌امروز مورد مطالعه قرار گرفته‌اند (حدود ۵ برابر جرم خورشید)، اما احتمالاً بزرگتر از هر ستارهٔ نوترونی شناخته‌شده (حدود ۲٫۵ برابر جرم خورشید).
ویکی کالوگرای (اخترفیزیکدان دانشگاه شمال غربی) می‌گوید: «ادغام دو شیء با سرشت‌های گوناگون یعنی سیاهچالهها و ستاره‌های نوترونی دهه‌ها قبل پیش‌بینی شده بود، اما مشاهدهٔ این شیء فشرده در محدودهٔ شکاف جرمی، یک شگفتی برای ماه به‌همراه داشته است. اگرچه نمی‌توانیم این شیء را با اطمینان اعتقاد دسته‌بندی کنیم، اما سنگین‌ترین ستارهٔ نوترونی شناخته‌شده یا سبکترین سیاه‌چالهٔ شناخته‌شده را دیده‌ایم. در هر صورت، این در نوع خودش یک رکورد است.»
در شرایط دیگر، شاید دانشمندان می‌توانستند پیش از برخوردهایی که امواج گرانشی قابل‌مشاهده پدید می‌آوردند، مشخص کنند که شیء برخوردکننده چه چیزی بوده است. اما آنها در این مورد چندان خوش‌شانس نبودند. دانشمندان هیچ سیگنال نوری مبنی بر تولید یک ستارهٔ نوترونی مشاهده نکردند؛ با این حال، این احتمال وجود دارد که آن شیء، یک ستاره نوترونی بوده باشد.
همچنین برخلاف برخوردهای همگنی که دانشمندان تاکنون مورد مطالعه قرار داده‌اند، این جفت بسیار ناهمگن هستند؛ چرا که جرم جسم بزرگتر نزدیک به نه برابر جرم شیء کوچکتر است و همین امر، دیدن جزئیات آنچه را که در خصوص امواج گرانشی رخ داده، برای دانشمندان دشوارتر می‌کند.
مطالعهٔ این رویداد نیز دشوار بود؛ زیرا در مسافت بسیار دوری رخ داد. به‌نظر می‌رسد این برخورد تا زمین ۸۰۰ میلیون سال نوری فاصله داشته باشد و گفته می‌شود این فاصله نزدیک به شش برابر فاصلهٔ ادغام ستاره دودویی نوترونی است که در ماه اوت سال ۲۰۱۷ کشف شد.
به دلیل این چالش‌ها و برای پی بردن به رمز و راز شکاف جرم کیهانی، لازم است دانشمندان چنین اجرامی را در برخوردهای بیشتری مشاهده کنند؛ ترجیحاً برخوردهایی که تحلیل‌شان چندان پیچیده نیست.
این امر برای دانشمندان روشن می‌کند که ستاره‌های نوترونی چگونه عمل می‌کنند. آقای بری می‌گوید: «مدل‌سازی ستاره‌های نوترونی بسیار دشوار است و ما نمی‌توانیم آن را شبیه‌سازی کنیم.» اما ویژگی‌های این ماده، حداکثر اندازهٔ یک ستاره نوترونی را تعیین می‌کند؛ یعنی مرزی که یک ستارهٔ نوترونی بیش از حد بزرگ می‌شود و فرو می‌ریزد.
دهه‌هاست که مدلهای اخترفیزیک با این فرض جلو می‌روند که بین بزرگترین ستاره‌های نوترونی و کوچکترین سیاهچالهها شکاف وجود دارد. اگر معلوم شود که این شکاف به طور قابل‌توجهی کوچکتر از آن است که قبلاً تصور می‌شد، یا اصلاً چنین شکافی وجود ندارد، این مدل‌ها نیاز به اصلاح خواهند داشت. آقای بری می‌گوید این مدلهای بهم پیوسته، بیشتر از خود تعریف شکاف جرمی می‌توانند درک ما از جهان را تغییر دهند. با این حال، این سیگنال جدید، آینده‌ای غنی از مشاهدات موج گرانشی را مژده می‌دهد.
کد مطلب: 61454
