مشاهده برخورد سهمگین دو ستاره نوترونی برای اولین‌بار در جهان

0
215

برای اولین‌بار رقص مارپیچی مرگبار دو ستاره نوترونی در کهکشانی همسایه مشاهده شده‌است، رقصی که منجر به برخورد دو ستاره، ایجاد تلاطم در فضا-زمان و شکل‌گیری همزمان امواج گرانشی و نوری و آغاز دورانی جدید در دانش نجوم شده‌است.

 این برخورد اولین لحظه قابل مشاهده از یک منبع ساطع‌کننده تلاطمی در فضا‌زمان که به امواج گرانشی مشهورند، و نور حاصل از ناشی از انفجار گامایی دو ثانیه‌ای است. لارا کاندوناتی سخنگوی پروژه لایگو و استاد دانشگاه جورجیا می‌گوید اکنون می‌توانیم چند قطعه جدید از پازل داستان جهان هستی را کنار هم قرار بدهیم.

این برخورد همچنین عناصر سنگینی مانند طلا،‌پلاتین و سرب ایجاد کرده و آنها را به فضای اطراف خود پراکنده ساخته و یک کیلونوا، نوعی از ابرنواخترها را تشکیل داده‌است.

17-10-17-93645171016071000-03-neutron-star-collision-exlarge-169

این لحظه به عنوان اولین لحظه شناخته شده از فیزک‌اخترشناسی چند‌منظوره شناخته شده‌است: یک منبع در جهان دو نوع از امواج را ساطع کرده‌است،‌امواج گرانشی و الکترومغناطیسی. این رویداد جدید و بزرگ توسط تلسکوپ‌های زمینی مجموعه لایگو و ویرگو در ۱۷ آگوست ۲۰۱۷ رصد شده‌است.

امواج گرانشی اولین‌بار دو دهه پیش رصد شدند، و نظریه نسبیت عام البرت اینشتین را به اثبات رساندند و به تازگی سه دانشمند به خاطر رصد این امواج نوبل فیزیک را به دست آورده‌اند. این امواج گرانشی حاصل برخورد دو سیاهچاله بود و سیگنال‌های آن تنها برای کسری از ثانیه دوام داشت. از آنجایی که سیاهچاله‌ها نور ساطع نمی‌کنند این امواج قابل مشاهده نبوده و تنها امکان شنیدن آنها وجود دارد.

به گفته مایکل سوارس سانتوس استادیار دانشگاه براندیس و محقق مرکز فیزیک‌اخترشناسی ذره‌ای لابراتوار فرمی، اکنون می‌توانیم از این نوع رویداد‌ها برای محاسبه وسعت جهان هستی استفاده کنیم.

ویکی کالوگرا یکی از فیزیک‌اخترشناسان ارشد رصدخانه لایگو  رصد‌های پیشین امواج گرانشی را با به نسبت کشف جدید، به تجربه احساس توفان در اتاقی بدون پنجره توصیف می‌کند، که تنها می‌توان صدای رعد را از این توفان احساس کرد. به گفته وی اثری که این اکشف روی دانش فیزیک‌اخترشناسی می‌گذارد مشابه روند انتقال تصاویر سیاه و سفید ساده و ثابت به تصاویر متحرک سه‌بعدی و رنگی است،‌این یک تجربه چند‌حسی از جهان هستی است.

17-10-17-93718171016071230-07-neutron-star-collision-exlarge-169

براساس این رصد جدید، نظریه‌ها و معماهای بسیاری مورد آزمایش قرار گرفته‌اند. چنین رویداد‌هایی کمتر از ۱۰۰ بار در هر یک میلیون سال در یک کهکشان رخ می‌دهند. اما رصدخانه‌های لایگو و ویرگو در آینده از حساسیت بیشتری برخوردار خواهند بود تا بتوانند چنین رویداد‌هایی را در ده‌ها میلیون کهکشان دنبال کنند.

این کشف ثابت می‌کند که انفجارهای گامایی می‌‌توانند ناشی از برخورد ستاره‌های نوترونی باشند و نتیجه این برخورد عناصر سنگین خواهد بود. همچنین این کشف تایید می‌کند که این ستاره‌های نوترونی پس از برخورد به چه شکلی در می‌آیند و همچنین ثابت کرد امکان ایجاد همزمان امواج گرانشی و نور وجود دارد. به گفته محققان این رویداد در نهایت تمامی این مشکلات را حل کرده و در یک لحظه پاسخ تعداد زیادی از معماها را برملا کرد.

ستاره‌های نوترونی کوچکترین نوع ستاره‌ها در جهانند، و قطر آنها با بزرگی شهری مانند شیکاگو یا آتلانتا قابل مقایسه است. این ستاره‌ها باقیمانده ابرنواخترها هستند که از تراکم به شدت بالایی برخوردارند درحدی که جرم آنها بیش از خورشید است. یک قاشق از جرم این ستاره‌ها چند میلیون تن وزن دارد.

به بیانی دیگر این ستاره‌ها را باید خورشیدی در نظر گرفت که به اندازه یک شهر بزرگ متراکم شده‌باشد، و اکنون دو ستاره با چنین وضعیتی با یکدیگر برخوردی خشونت‌آمیز داشته‌اند. از این رو انرژی آزاد‌شده ناشی از این برخورد از کل انرژی که خورشید در تمامی دوران زندگی‌اش ایجاد کرده بیشتر بوده‌است، با این تفاوت که این انرژی هنگفت در کسری از ثانیه متصاعد شده‌است.

این رویداد کیهانی که با نام آتش بازی کیهانی نیز شناخته می‌شود، در کهکشانNGC4993 در صورت فلکی هایدرا (مار بلند) روی داده‌است و تقریبا هزار میلیارد میلیارد کیلومتر از زمین فاصله دارد.

این برخورد درواقع ۱۳۰ میلیون سال پیش رخ‌داده‌است،‌ زمانی که دایناسورها هنوز در زمین زندگی می‌کردند؛ اما فاصله این دو ستاره به اندازه‌ای از زمین دور است که نور و تلاطم گرانشی ناشی از برخورد آنها به تازگی به زمین رسیده است. جرم این دو ستاره حدود ۱۰ تا ۲۰ درصد بیشتر از خورشید بود اما قطر آنها از ۳۰ کیلومتر تجاوز نمی کرد.

چنین رویدادهای عظیم کیهانی باعث انتشار امواج گرانشی می‌شوند که هرچه در مسیرش باشد را به طور نامحسوسی تاب می‌دهد (فشرده می کند و کش می آورد)، البته طول این تغییر شکل کمتر از قطر یک اتم است.
ردیابی امواج گرانشی ناشی از برخورد دو ستاره نوترونی به ۷۰ تلسکوپ زمینی امکان داد از این رویداد عکس بگیرند. این تصاویر برخوردی موسوم به کیلونووا که هزار بار قوی تر از انفجار یک ستاره عظیم یا همان ابرنواختر است را نشان می دهد.

به گزارش همشهری به نقل از CNN، این برخورد‌ها عامل شکل‌گیری نیمی از عناصر سنگینی هستند که در جهان وجود دارند. این عناصر سنگین در گازهای کهکشانی پراکنده می‌شوند، و بعد ته‌نشین شده و متراکم می‌شوند تا ستاره‌ها و دیسک‌های اطراف آنها را ایجاد کنند و پس از آن سیاره‌ها را تشکیل می‌دهند و سیاره‌ها نیز حاوی طلا و دیگر عناصر سنگین هستند،‌ همان‌هایی که در زمین آنها را استخراج می‌کنیم.