سنگین ترین ستاره نوترونی یا سبک ترین سیاهچاله؟ مسئله این است!

به گزارش هوای اصفهان، صد سال پس از ارائه نظریه نسبیت عام اینشتین و پیش بینی وجود امواج گرانشی در آن پژوهشگران بالاخره در سال 2015 پیروز به آشکارسازی این امواج شدند. در چند سال اخیر نیز منابع امواج گرانشی دیگری کشف شد که بعضی از آن ها ویژگی های خاصی داشتند. کشف جدید اخترشناسان اما عجیب ترین نمونه ای است که تا کنون آشکار شده است.

سنگین ترین ستاره نوترونی یا سبک ترین سیاهچاله؟ مسئله این است!

سیگنال امواج گرانشی که پژوهشگران به تازگی آن را ثبت نموده اند نیز طبق معمول بر اثر ادغام دو جرم سنگین تابش شده است. نکته قابل توجه ماجرا اما یکی از این اجرام است. جرمی آسمانی که یا یک سیاهچاله بسیار کوچک است و یا یک ستاره نوترونی بسیار عظیم.

امواج گرانشی حاصل از برخورد این دو جرم تابستان سال گذشته آشکار شد. آنالیز های اولیه نشان داد که احتمالا برخورد یک سیاهچاله با یک ستاره نوترونی منجر به انتشار امواج گرانشی شده است. رویدادی که دانشمندان در سال های اخیر مشتاقانه منتظر ثبت آن بودند، چرا که نمونه مشابه آن تا کنون رصد نشده است.

آنالیز های بیشتر اما ماجرا را پیچیده تر کرد. تحلیل داده ها نشان داد که این رویداد حاصل برخورد یک سیاهچاله با یک جرم رمزآلود است که ماهیتش برای دانشمندان معین نیست.

امواج گرانشی در این رویداد بر اثر برخورد و ادغام یک سیاهچاله (با جرم 23 برابر جرم خورشید) با یک جرم آسمانی دیگر که جرم آن 2/6 برابر جرم خورشید است در فضا پراکنده شده است. به عبارتی جرم این سوژه از سنگین ترین ستاره های نوترونی بیشتر و از کوچک ترین سیاهچاله های شناخته شده کمتر است.

جرم سنگین ترین ستاره های نوترونی شناخته شده حدود دو برابر جرم خورشید است. کوچک ترین سیاهچاله های ستاره ای نیز اغلب جرمی در حدود پنج برابر جرم خورشید دارند. ستاره های نوترونی و سیاهچاله های ستاره ای هر دو پس از به سرانجام رسیدن عمر ستاره های پرجرم ایجاد می شوند. عامل اصلی در سرنوشت ستاره های پرجرم و تشکیل سیاهچاله یا ستاره نوترونی جرم هسته ستاره است.

به این ترتیب یکی از بازیگران این رویداد امواج گرانشی درست در محدوده ای واقع شده است که دانشمندان به آن شکاف جرم می گویند؛ جرمی که از کوچک ترین سیاهچاله های شناخته شده کوچک تر و از عظیم ترین ستاره های نوترونی عظیم تر است.

به عبارت دیگر این جرم یا سنگین ترین ستاره نوترونی شناخته شده است یا سبک ترین سیاهچاله ای که تا کنون پیروز به ثبت آن شده ایم. مشکل اما این جاست که با داده های موجود دانشمندان نمی توانند با اطمینان در این باره نظر بدهند.

تفاوت جرم بسیار زیاد این زوج کیهانی آنالیز جزئیات این رویداد امواج گرانشی را برای دانشمندان مشکل نموده است. اختلاف جرم به حدی زیاد است که چگونگی شکل گیری و قرار دریافت این دو جرم در کنار یک دیگر به طور دقیق برای دانشمندان معین نیست. علاوه بر این فاصله بسیار زیاد این رویداد از زمین چالش دیگری در آنالیز دقیق آن بود. این برخورد در فاصله 800 میلیون سال نوری از زمین اتفاق افتاده است.

به گفته دانشمندان برای حل مسئله شکاف جرم باید منتظر کشف نمونه های مشابه دیگری باشیم. به خصوص اجرام دوتایی با جرم تقریبا یکسان که فاصله کمتری از ما داشته باشند.

حل مسئله شکاف جرم اهمیت زیادی برای پژوهشگران دارد. از یک سو و با آنالیز اجرامی که جرم شان در این محدوده است می توان به شناخت بهتری از ستاره های نوترونی رسید. ستاره هایی که شرایط منحصر به فردی دارند و مدل سازی و شبیه سازی آن ها کار آسانی نیست. معین حد بیشینه جرم ستاره های نوترونی اما می تواند اطلاعاتی را درباره ویژگی های این ستاره ها در اختیار دانشمندان قرار دهد.

از سوی دیگر حل مسئله شکاف جرم ممکن است به تغییر بعضی از مدل های اخترفیزیکی نیز منجر گردد. تا کنون و بر اساس مدل های اخترفیزیکی وجود شکاف جرمی بین سنگین ترین ستاره های نوترونی و کوچک ترین سیاهچاله ها قطعی بود. اما ممکن است این شکاف جرمی بسیار محدودتر از تصور اخترشناسان باشد و داشنمندان را مجبور به اصلاح مدل های خود کند.

ثبت این سیگنال بار دیگر اهمیت رصد امواج گرانشی را نشان داد. اولین آشکارسازی امواج گرانشی در سال 2015 همچون باز شدن پنجره ای جدید رو به عالم بود. با ثبت و تحلیل امواج گرانشی می توان به اطلاعاتی دست یافت که رسیدن به آن ها با رصد آسمان در طیف الکترومغناطیس ممکن نیست. در این پنج سال نمونه های معمول و متداول امواج گرانشی بارها آشکار شده اند. اما قطعا رویدادهای شگفت انگیز و غیرعادی فراوانی، همچون نمونه اخیر، در عالم وجود دارند که باید منتظر ثبت آن ها باشیم.

عکس کاور: طرحی گرافیکی از یک زوج غیرمعمول و با جرم های بسیار متفاوت که ادغام شان باعث انتشار امواج گرانشی شده است.

Image credit: N. Fischer, S. Ossokine, H. Pfeiffer, A. Buonanno (Max Planck Institute for Gravitational Physics), Simulating eXtreme Spacetimes (SXS) Collaboration

منبع: دیجیکالا مگ

به "سنگین ترین ستاره نوترونی یا سبک ترین سیاهچاله؟ مسئله این است!" امتیاز دهید

امتیاز دهید:

دیدگاه های مرتبط با "سنگین ترین ستاره نوترونی یا سبک ترین سیاهچاله؟ مسئله این است!"

* نظرتان را در مورد این مقاله با ما درمیان بگذارید