تم تطوير أداة ستمكن من اكتشاف اندماجات النجوم النيوترونية التي تعتبر مرشحة جيدة لدراسة موجات الجاذبية

في مقال نُشر مؤخرًا في مجلة Nature المرموقة، اكتشف الدكتور إيهود ناكر من جامعة تل أبيب والبروفيسور تسفي بيرين من الجامعة العبرية في القدس إشارة راديوية من شأنها أن تساعد في العثور على اندماجات النجوم النيوترونية، والتي يتم البحث عنها حاليًا في جميع أنحاء العالم. العالم من أجل العثور على موجات الجاذبية.

يرى العديد من العلماء أن موجات الجاذبية، والتقلبات الصغيرة في نسيج الزمكان، هي أصوات الكون. فكما تكمل الموجات الصوتية الصورة المرئية في حياتنا اليومية، كذلك ستكمل موجات الجاذبية في المستقبل صورة الكون التي تحصل عليها التلسكوبات. على الرغم من أن أينشتاين تنبأ بوجود موجات الجاذبية في وقت مبكر من عام 1918، إلا أنه بعد مرور مائة عام تقريبًا لا يزال البحث عنها جاريًا.

في مقال نُشر مؤخرًا في مجلة Nature المرموقة، اكتشف الدكتور إيهود ناكر من جامعة تل أبيب والبروفيسور تسفي بيرين من الجامعة العبرية في القدس إشارة راديوية من شأنها أن تساعد في العثور على اندماجات النجوم النيوترونية، والتي يتم البحث عنها حاليًا في جميع أنحاء العالم. العالم من أجل العثور على موجات الجاذبية.

ويوضع هذه الأيام عدد من أجهزة الكشف الضخمة في أوروبا والولايات المتحدة واليابان وأستراليا، غرضها كله كشف موجات الجاذبية التي تصل إلى الأرض من تكثف الكون. على الرغم من أن كل الحركات تسبب موجات جاذبية، فإن إنشاء موجات جاذبية قوية بما يكفي لرصدها يتطلب كتلة ضخمة تتحرك بسرعة قريبة من سرعة الضوء. المصدر الأقوى الذي يتوقع العلماء منه حدوث موجات الجاذبية هو عملية اندماج نجمين نيوترونيين (نجوم مضغوطة للغاية كتلتها نفس كتلة الشمس ولا يتجاوز حجمها بضعة كيلومترات). لكن مثل هذه الاندماجات نادرة للغاية وتحدث مرة كل مائة ألف عام في المجرة بأكملها. والمطلوب من أجهزة الكشف التي تبحث عن هذه الإشارات أن تكتشفها من مسافات شاسعة تصل إلى مليارات السنين الضوئية منا (خارج مجرة ​​درب التبانة). عند هذه المسافات، تبدو موجات الجاذبية وكأنها طرقة خفيفة على الباب.

المشكلة التي يواجهها الباحثون هي أن العديد من مصادر الضوضاء، بدءًا من التقلبات الزلزالية وحتى مرور الشاحنات بالقرب من الكاشف وحتى أمواج البحر البعيدة، تتنافس مع هذه النقرة الناعمة. كيف سنعرف إذن ما إذا كان الكاشف قد التقط بالفعل موجة جاذبية أم أنه صوت سقوط شجرة في غابة قريبة؟ ولهذا، هناك حاجة إلى إشارة إضافية تصل مع أو حتى بعد موجة الجاذبية وتؤكد الاكتشاف. لقد تساءل علماء الفلك منذ فترة طويلة عما إذا كان هناك وميض من الضوء أو إشعاع آخر (مثل الراديو) يأتي من اندماج النجوم النيوترونية. إن اكتشاف مثل هذا الوميض بالقرب من الكشف المحتمل لموجة الجاذبية من شأنه أن يسمح للعلماء بإلقاء نظرة خاطفة على ثقب الباب والتحقق من أن شخصًا ما قد طرق الباب بالفعل.

اكتشف الدكتور نيكر والبروفيسور بيرين مثل هذه الإشارة. لقد قاموا بحساب التفاعل بين المادة التي تم طرحها في عملية الاندماج والمادة الموجودة بين النجوم. وأظهروا أن الحرارة الكبيرة المتولدة في هذه العملية تنبعث منها إشعاعات راديوية لعدة أشهر وحتى سنوات بعد الاندماج. هذه الإشارات الراديوية قوية بما يكفي ليتم اكتشافها وقياسها على الأرض حتى من على بعد مليارات السنين الضوئية. بدأت أكبر التلسكوبات الراديوية في العالم في البحث عنها الآن، حتى قبل أن تبدأ أجهزة الكشف عن موجات الجاذبية في العمل في عام 2015. إن اكتشاف مثل هذه الإشارات سيعلم الكثير عن معدل اندماج النجوم النيوترونية وسيسمح بتخطيط وتنفيذ أفضل للبحث عن موجات الجاذبية. . ويدعي الدكتور نيكر والبروفيسور بيرين أن اكتشاف وميض راديوي مجهول الهوية من قبل الدكتور جيفري باور من جامعة كاليفورنيا قبل عدة سنوات كان أول اكتشاف مباشر لاندماج نجم نيوتروني.