حدث نادر وقع في يناير 2020 لا يزال يبهر العلماء، الذين يحاولون التعرف على بنية النجم النيوتروني بمساعدته
ربما يكون الجزء الداخلي للنجم النيوتروني هو أغرب حالة للمادة في الكون. يتم التأكيد على الأمر بقوة لدرجة أن الذرات تنهار في بحر من المادة النووية. ما زلنا غير متأكدين ما إذا كانت نواتها تحتفظ بسلامتها في هذه الحالة، أو ما إذا كانت تنصهر في مادة الكواركات. لكي نفهم حقًا مادة النجم النيوتروني، نحتاج إلى تفكيكها ورؤية كيفية عملها، وللقيام بذلك نحتاج إلى ثقب أسود. ولهذا السبب فإن علماء الفلك متحمسون للاكتشاف الأخير لما لا يقل عن اندماجين بين نجم نيوتروني وثقب أسود.
يتم تحديد سلوك المادة من خلال معادلة حالتها. في النجم النيوتروني، معادلة الحالة هذه هي معادلة تولمان-أوبنهايمر-فولكوف (TOV). ولكن من دون فهم أفضل لنوى النجوم النيوترونية، فإن استخدامه سيكون محدودًا. على سبيل المثال، أفضل حسابات TOV لدينا تضع حدًا أعلى لكتلة النجم النيوتروني عند حوالي 2.16 كتلة شمسية، لكن الحد يمكن أن يصل إلى 2.6 كتلة شمسية. لكي تكون معادلة TOV أكثر دقة، نحتاج إلى فهم ما إذا كانت مادة الكوارك تتشكل في قلب النجم النيوتروني أو حتى ما إذا كانت النجوم النيوترونية المتطرفة تصبح نجوم كوارك.
عمليات الاندماج التي تمت ملاحظتها مع تسليط الضوء على أحداث النجوم النيوترونية.
أفضل فرصة لدينا لمعرفة ذلك تأتي من مراقبة النجوم النيوترونية التي تصطدم بالثقوب السوداء. عندما يصطدم ثقبان أسودان، فإنهما لا ينبعث منهما أي ضوء بشكل مباشر، بل ينبعث فقط موجات الجاذبية. عندما يصطدم نجم نيوتروني بثقب أسود، فإن مادة النجم النيوتروني فقط هي التي تبعث الضوء عندما يتمزق النجم. من خلال الجمع بين الملاحظات البصرية وموجات الجاذبية لمثل هذا الاندماج، يمكننا أن نفهم النجوم النيوترونية بشكل أفضل.
في يناير 2020، اكتشف علماء الفلك حدثين لموجات الجاذبية، أطلق عليهما اسم GW200105 وGW200115. الأول اندماج جسم كتلته 9 كتلة شمسية مع جسم كتلته 1.9 كتلة شمسية، والثاني اندماج جسم كتلته 6 كتلة شمسية مع جسم كتلته 1.5 الكتل الشمسية. الكتلة الأصغر في كلتا الحالتين أكبر من أن تكون قزمًا أبيض، ولكنها أقل بكثير من حد كتلة النجم النيوتروني. وبالتالي فهي أول عمليات اندماج مؤكدة بين الثقوب السوداء والنجوم النيوترونية. وهذا شيء مهم جدًا سيسمح بفهم أعمق للنجوم النيوترونية.
ولسوء الحظ، عندما بحث علماء الفلك عن أحداث بصرية تطابق أحداث الجاذبية، لم يجدوا شيئًا. لذلك من المستحيل الجمع بين البيانات البصرية والجاذبية لهذه الاندماجات. لكن الفريق تمكن من حساب احتمالات العثور على عمليات اندماج مماثلة في المستقبل. إذا لم يكن الحدثان المتتاليان من قبيل الصدفة النادرة، فيمكننا أن نتوقع رؤية حوالي 50 حدثًا سنويًا.
ستكون السلسلة التالية من عمليات رصد LIGO وVirgo في صيف عام 2022. وإذا كنا محظوظين، فسوف تعطينا أول نظرة تفصيلية على الجزء الداخلي من النجم النيوتروني.
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
תגובה אחת
لم يجدوا أحداثا بصرية موازية؟ كيف لا؟ إنه هناك فقط، ولا يعتقدون أنه لم تكن هناك انبعاثات في الطيف البصري.