بلعیده شدن ستاره نوترونی توسط یک سیاهچاله

فرادید| دانشمندان سرانجام پس از بیش از چهار سال کاوش در یک محدوده کیهانی از طریق امواج گرانشی، سومین برخورد مورد انتظار را مشاهده کردند، آن هم دو مرتبه. دانشمندان تاکنون ده‌ها مورد از ادغام جفت سیاه چاله‌ها و چند مورد از ادغام ستاره‌های نوترونی را مشاهده کرده اند، اما برخورد یک سیاه چاله و ستاره نوترونی، اگرچه توسط دانشمندان پیش بینی شده بود، اما تا به حال مشاهده نشده بود.

به گزارش فرادید؛ اکنون محققان اعلام کرده اند که با مشاهده موج‌های منحصر به فردی در فضا-زمان که ناشی از چنین برخوردی است، این کار را انجام داده اند. با این کشف جدید از ادغام سیاه چاله و ستاره نوترونی خارج از کهکشان راه شیری، نوع گمشده دوتایی‌ها پیدا شده و حالا میتوانیم بفهمیم چه تعداد از این سیستم‌ها وجود دارند، هر چند وقت یکبار ادغام میشوند و چرا تا به حال نمونه‌های مشابهی را در کهکشان راه شیری ندیده ایم.

هر دو موج گرانشی در ژانویه ۲۰۲۰ به فاصله ده روز آشکارسازی شدند و با نام‌های GW۲۰۰۱۰۵ و GW۲۰۰۱۱۵ شناخته می‌شوند که برگرفته از زمان رصدشان است. یکی از آن‌ها توسط هر دو آشکارساز لایگو و ویرگو و دیگری توسط یکی از این دو آشکارساز مشاهده شد. (البته از فوریه ۲۰۲۰ آشکارساز کاگرا در ژاپن نیز به این تحقیقات پیوسته است.)

موج گرانشی GW۲۰۰۱۱۵ به خوبی شناسایی و توسط هر سه آشکارساز مشاهده شد. دانشمندان باور دارند که این رویداد شامل یک سیاهچاله با جرمی حدودا ۶ برابر جرم خورشید است که در حال بلعیدن یک ستاره نوترونی با جرمی نیم برابر بیشتر از جرم خورشید است. این ادغام در فاصله‌ای حدود ۶۵۰ میلیون تا ۱.۵ میلیارد سال نوری از ما قرار دارد. موج گرانشی GW۲۰۰۱۰۵ به طور قطعی آشکارسازی نشده بود.

اما دانشمندان گمان می‌کنند که یک ادغام بین یک سیاهچاله با جرم حدود ۹ برابر جرم خورشید و یک ستاره نوترونی با جرم دو برابر جرم خورشید است و در فاصله ۵۵۰ میلیون تا ۱.۳ میلیارد سال نوری از ما قرار دارد.

دانشمندان هنوز درباره این که این ادغام‌ها مانند ادغام ستاره‌های نوترونی، سیگنالی در نور مرئی تولید می‌کنند یا نه، مطمئن نیستند. ستاره شناسان نتوانسته اند هیچ یک از این کشف‌های جدید را با مشاهدات امواج مرئی تطبیق دهند، اما این امر الزاما به این معنا نیست که سیگنال مربوطه وجود ندارد. برای تشخیصی با دقت کمتر دانشمندان تنها می‌توانند مکان منبع مورد بررسی را تا ۱۷ درصد از کل آسمان کاهش دهند. اما برای تشخیص دقیق‌تر آن‌ها کماکان با منطقه‌ای معادل ۲۹۰۰ ماه کامل در آسمان مواجه بودند.

علاوه بر این در چنین فاصله‌های زیادی، هر نوری در مسیر رسیدنش به زمین کم نور می‌شود. با این حال دانشمندان گمان می‌کنند حداقل برای این ادغام‌های خاص، هیچ سیگنال نوری برای دیدن وجود نداشته است. این دو رویداد نخستین رویداد‌هایی هستند که دانشمندان مشاهده کرده و مطمئن اند که یک جفت مخلوط هستند. برای دو کشف پیشین، هر چند سناریوی مشابهی ممکن بود، اما موردی نبود که دانشمندان بتوانند تایید کنند.

یکی از آن رویداد‌ها در آگوست ۲۰۱۹ کشف شد و نشان دهنده یک سیاه چاله بزرگ با بزرگترین ستاره نوترونی شناخته و با کوچکترین سیاهچاله شناخته شده بود. رویداد دیگر که چهار ماه زودتر کشف شد، ممکن است یک جفت مخلوط باشد، اما همچنین می‌تواند نشان دهنده نویز در ردیاب‌ها نیز باشد. با توجه به مشاهداتی که در ژانویه ۲۰۲۰ صورت گرفت، دانشمندان اکنون پیش بینی می‌کنند که هر یک ماه و در فاصله یک میلیارد سال نوری از زمین، یک ادغام بین یک سیاهچاله و ستاره نوترونی اتفاق می‌افتد.

دانشمندان دو نظریه درباه چگونگی وقوع این نوع ادغام‌ها دارند. یکی این که هر عضو از یک ستاره دوتایی به طور مستقل تبدیل به یک ابرنواختر شده، منفجر می‌شود و دو باقی مانده چگال را شکل می‌دهد که در نهایت ادغام می‌شوند. نظریه دیگر پیشنهاد می‌دهد که ستارگان مستقل، یک انفجار ابرنواختری را تجربه کرده و سپس یک رابطه دوتایی شکل می‌دهند. دو برخوردی که به تازگی کشف شده اند برای تعیین این که دقیقا چه اتفاقی می‌افتد کافی نیستند، اما دانشمندان امیدوارند که در نهایت آشکترسازی موج گرانشی بتواند این معما را حل کند.

منبع: space.com