تغطية شاملة

لقد وجد الباحثون طريقة لدراسة المستعرات الأعظم باستخدام جزيئات النيوترينو وموجات الجاذبية

أجرى باحثون من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا (Caltech) عمليات محاكاة ووجدوا طريقة لقياس سرعة دوران النجوم المحتضرة قبل أن تتحول إلى مستعر أعظم.

تحديد موقع نوى المستعر الأعظم باستخدام جسيمات النيوترينو وموجات الجاذبية. الرسم التوضيحي: معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا.
تحديد موقع نوى المستعر الأعظم باستخدام جسيمات النيوترينو وموجات الجاذبية. الرسم التوضيحي: معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا.

في كل قرن، ينفجر حوالي نجمين في المتوسط ​​في مجرتنا، ويتحولان إلى مستعر أعظم. ترسل هذه الانفجارات تيارات من الجسيمات الأولية تسمى النيوترينوات في اتجاهنا، مما يخلق مضاعفات في الزمكان، تسمى موجات الجاذبية. وقد انفجر بالفعل حوالي 2 مستعر أعظم في مناطق بعيدة من درب التبانة، وينتظر العلماء النيوترينوات وموجات الجاذبية التي ينبغي أن تأتي منها.

على الأرض، يمكن لكاشفات النيوترينو وكاشفات موجات الجاذبية اكتشاف الإشارات، والتي ستوفر معلومات حول الأجسام الضخمة التي أتت منها. إذا أراد العلماء فك رموز المعلومات، فعليهم أن يعرفوا مسبقًا كيفية تحليل البيانات التي ستتلقاها أجهزة الكشف. ولهذا الغرض على وجه التحديد، أجرى باحثون من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا (Caltech) عمليات محاكاة حاسوبية لأحداث انفجار المستعر الأعظم. وكان أحد استنتاجاتهم هو أنه إذا كان قلب النجم المحتضر يدور بسرعة قبل أن ينفجر، فإن جزيئات النيوترينو وموجات الجاذبية الناتجة سيكون لها نفس تردد التذبذب.

يقول البروفيسور كريستيان أوت، الباحث الرئيسي: "لقد رأينا هذا الارتباط في نتائج المحاكاة وفوجئنا تمامًا". "في إشارات موجات الجاذبية، يتم الحصول على تذبذب حتى في حالة الدوران البطيء. ولكن إذا كان النجم يدور بسرعة عالية، فيمكن ملاحظة تذبذبات مماثلة في كل من جزيئات النيوترينو وفي موجات الجاذبية، والتي يمكن من خلالها استنتاج سرعة دوران النجم قبل ثورانه.

لا يزال العلماء لا يعرفون كل التفاصيل التي تتسبب في تحول نجم ضخم (حوالي 10 كتلة شمسية أو أكثر) إلى سوبر نوفا. ما يعرفونه هو أنه عندما يستهلك مثل هذا النجم كل وقوده، فإنه لا يعود قادرًا على مقاومة جاذبيته، ويبدأ في الانهيار على نفسه، ويحوله في هذه العملية إلى نجم نيوتروني أولي. الآن يعرف العلماء أيضًا أنه خلال الحدث، تتولى قوة أخرى، القوة النووية الشديدة، المسؤولية وتسبب موجات صدمية تمزق قلب النجم. لكن موجات الصدمة هذه ليست نشطة بما يكفي لإحداث الانفجار نفسه.

ويتكهن الباحثون بوجود "آلية المستعر الأعظم" التي تتسبب في انفجار النجم. النظرية الحالية تقدم عدة خيارات. ووفقا لأحدهم، من الممكن أن تمتص النيوترونات موجات الصدمة وتزودها بالوقود. ووفقا لنظرية أخرى، فإن النجم النيوتروني الأولي يدور بسرعة عالية، ويصبح نوعا من "الدينامو". ومن خلال القيام بذلك، فإنه يخلق مجالًا مغناطيسيًا يخلق تيارًا نشطًا ينفجر من القطبين. يؤدي هذا إلى زيادة موجات الصدمة ويؤدي في النهاية إلى الانفجار. وفقًا للارتباط الجديد الموجود في التجربة، تمكن فريق أوت من إيجاد طريقة لتحديد ما إذا كان القلب الدوار للنجم يلعب دورًا مهمًا في انفجار المستعر الأعظم.

ليس من السهل جمع معلومات عن النجم المحتضر من خلال عمليات الرصد (على سبيل المثال باستخدام التلسكوب)، لأن عمليات الرصد تعطي معلومات عن سطح النجم، وليس عن تركيبه الداخلي. ومن ناحية أخرى، تنبعث النيوترينوات وموجات الجاذبية من قلب النجم، ولا تتلامس حتى مع الجسيمات الأخرى أثناء قذفها إلى الفضاء بسرعة الضوء.

إن قدرة النيوترينوات على المرور عبر المادة، والتفاعل فقط من خلال القوة النووية الضعيفة، تجعلها غير قابلة للاكتشاف تقريبًا. ومع ذلك، فقد تم بالفعل اكتشاف النيوترينوات من قبل: تم اكتشاف نيوترينوات من المستعر الأعظم 1987a في سحب ماجلان الكبرى في عام 1987. إذا انفجر مستعر أعظم في مجرة ​​درب التبانة، يقدر الباحثون أن كاشفات النيوترينو كانت ستكتشف حوالي 10 جسيم. بالإضافة إلى ذلك، توجد اليوم أجهزة كشف موجات الجاذبية (مثل LIGO التابع لمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا)، والتي يمكنها اكتشاف مثل هذه الموجات.

لإشعار الباحثين

تعليقات 9

  1. يبدو لي أن يائيل بيتار قصدت أن تكتب: "... طيات في الزمكان، تسمى موجات الجاذبية.."
    وقد حصلت عليه. بقية المقال مثير للاهتمام للغاية.

  2. لوقتي
    حتى لو كنت تغازل غزالًا بمعظم معرفتك
    أرجو أن تحافظ على أخلاقك وتواضعك
    لن ينتقص من كلامك
    شكرًا.

  3. اجبت

    جميل أنك تريد أن تفتح ذهني، لكن هذا لا يغير الأشياء الصحيحة التي كتبتها من قبل.
    يوضح جايكومار في المقالة التي أرسلتها أنه: "لم نعثر على نجوم غريبة بعد".
    أي أنه لا يوجد دليل رصدي على وجود النجوم الكواركية، وهو أمر ليس مفاجئًا، من بين أمور أخرى، لأنها من المحتمل أن تتصرف بشكل مشابه تمامًا للنجوم النيوترونية. أنا لا أقول أن هناك أو لا يوجد أي منها، فهذا ليس مجالي حقًا، وبالتالي ليس من الصواب أن يكون لدينا مواقف حول هذا الموضوع. كل ما أعرفه هو أنه في هذه الأثناء:
    1. لا نعرف كيفية التعامل مع القوة الشديدة المؤثرة من بين أشياء أخرى غير عدد النيوكليونات، وبالتالي لا يمكن التعامل مع مثل هذه الأسئلة بشكل صحيح.
    2. وبالإضافة إلى ذلك، وكجزء من ذلك، فإنهم لا يعرفون كيفية كتابة معادلات حالة المواد المتحللة تحت مثل هذه الضغوط.
    لذلك لا يفاجئني حقًا أنهم لا يعرفون ما إذا كانت مثل هذه النجوم موجودة أم لا، وعندما يكتب شخص ما أشياء غير دقيقة في الموقع قد تخلق فهمًا غير صحيح بين القراء، فمن المهم الرجوع إليهم ولهذا الغرض تعد ويكيبيديا مصدرًا جيدًا يلخص إلى حد كبير النقاط الرئيسية للأخبار اعتبارًا من اليوم.

  4. اجبت
    أعتقد أنك مخطئ في التسمية. لا يمكن للنجم النيوتروني أن تبلغ كتلته حوالي 100 كتلة شمسية. وفي الواقع فإن أثقل نجم نيوتروني تم اكتشافه حتى الآن تبلغ كتلته ضعفي كتلة الشمس فقط:
    https://www.hayadan.org.il/sciencedaily-your-source-for-the-latest-research-news-and-science-breakthroughs-updated-daily-science-news-share-blog-cite-print-email-bookmark-astronomers-discover-most-massive-neutron-star-0811101/
    ידוע כי ליבה שמסתה מעל 3 מסות שמש, צפויה לקרוס לחור שחור ולא לכוכב ניוטרונים (גבול טולמן-אופנהיימר-וולקוף) – בחישוב סדרי גודל פשוט מקבלים בדיוק את מסת צ'אנדרסקאר (1.4 מסות שמש) וההגדלה ל-3 מסות שמש נובעת מהתחשבות ביחסות كلاليت.

    أفترض أنك تقصد أن النجوم النيوترونية الناشئة من نجم عادي كتلته أكثر من 100 كتلة شمسية تكون في حالة بلازما كوارك جلون. هكذا مثل هذا:
    و. النجوم التي تبلغ كتلتها 100 كتلة شمسية تتجاوز بكثير الحد الذي تصبح فيه في الظروف العادية ثقبًا أسود بدلاً من نجم نيوتروني. هناك جدل حول الحد الدقيق، لكن الحديث كله يدور حول حجم يبلغ حوالي 10 كتلة شمسية.
    ب. أما بالنسبة لحالة بلازما الجلون، فهذه حالة نظرية يجب أن توجد عند طاقات عالية بدرجة كافية (عالية بما يكفي لتقسيم النيوكليونات إلى كواركات). قد ينشأ هذا الوضع في النجوم النيوترونية الضخمة، لكن في الوقت الحالي لا يوجد دليل على ذلك ولا يوجد إجماع حوله حقًا. بالمناسبة، هذا ما يسمى "نجوم الكوارك".

  5. حرارة
    لا، ليس من الممكن الربط بين موجات الجاذبية.. على ما أعتقد.. أو ربما غير مسموح على الإطلاق... ما رأيك؟ ربما ليس من الممكن ربط موجات الجاذبية على الإطلاق؟ )

  6. من الممكن أن يكون هناك عدة أنواع مختلفة من النجوم النيوترونية ذات نوى مختلفة، والتي يتم تحديدها بشكل أساسي من خلال الكتلة ولكن أيضًا من خلال الدوران
    في النجوم النيوترونية الثقيلة التي تصل كتلتها إلى 100 كتلة شمسية، يكون اللب سائلًا/غازيًا كما هو الحال في حالة تسمى بلازما كوارك غلوون.
    ومن الممكن أن توجد نجوم نيوترونية تحتوي على الكوارك "الغريب" بكميات كبيرة

  7. على حد علمي، لم يتم اكتشاف وقياس موجات الجاذبية بعد، لذلك كل شيء هنا لا يزال نظريًا.
    وينبغي أيضًا توضيح العبارة الواردة في المقال: "لقد انفجر بالفعل حوالي 1,000 مستعر أعظم في مناطق بعيدة من درب التبانة، وينتظر العلماء النيوترينوات وموجات الجاذبية التي يجب أن تأتي منها". نهاية الاقتباس.
    بالنسبة للحليب منذ وجوده، انفجر أكثر من ألف مستعر أعظم!
    والظاهر أن المقصود :-
    وفي الخمسين ألف سنة الماضية، انفجر حوالي ألف مستعر أعظم (واحد كل خمسين سنة) في مجرة ​​درب التبانة، والتي لم نرها بعد على الأرض بسبب بعدها. سيكون من الجيد معرفة كيفية تخمين أي من النجوم البالغ عددها 100 مليار نجم سوف يتحول إلى مستعر أعظم والبحث عنه حتى قبل رؤية الانفجار.
    يوم جيد وحظ سعيد للباحثين
    سابدارمش يهودا

ترك الرد

لن يتم نشر البريد الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها *

يستخدم هذا الموقع Akismat لمنع الرسائل غير المرغوب فيها. انقر هنا لمعرفة كيفية معالجة بيانات الرد الخاصة بك.