تشير محاكاة جديدة للنجوم النيوترونية إلى أنها قد لا تكون سلسة كما هو متوقع. قد ينتج عن هذا التذبذب موجات جاذبية ، تنتشر في الكون ، ويمكن اكتشافها هنا على الأرض ...
النجوم النيوترونية هي بقايا النجوم الضخمة بعد أن تنفجر على أنها مستعرات أعظمية. النواة الكثيفة لا تزال خلفها ، تدور بسرعة وتتكون من النيوترونات فقط. لديهم حقول جاذبية هائلة ويعتقد أن لديهم كتلة مثل شمسنا ، ولكن قياسها 20 كيلومترًا فقط. بينما يحافظون على الزخم الزاوي لسلفهم الشمسي الضخم ، حيث أنهم صغار جدًا ، من المتوقع أن يدوروا مئات المرات في الثانية.
ولكن كيف يمكن الكشف عن هذه الأجسام الغريبة؟ حسنًا ، على سبيل المثال ، قد يُنظر إليها على أنها نبضات مشعة للغاية (أو ربما "مغناطيسية") ، تومض شعاعًا من الإشعاع عبر الأرض لأنها تدور مثل المنارة ، وهي حزم من الفوتونات عالية الطاقة المنبعثة من أقطاب النجم النيوتروني. ولكن ماذا عن تأثيرها على الزمكان؟ هل يمكن لهذه الأجسام الضخمة أن تخلق موجات جاذبية؟ (ملاحظة: موجة الجاذبية هي مخلوق مختلف تمامًا عن "موجة الجاذبية" في الغلاف الجوي.)
لتصوير المشهد: تخيل دوران كرة كروية مثالية في حمام السباحة. إذا كانت الكرة ثابتة تمامًا (لا تندفع لأعلى ولأسفل ولا تنجرف) ، تدور فقط حول محورها ، فلن تظهر أي تموجات في البركة. لذلك ، فإن أي أداة قياس تموجات في البركة لن تكتشف وجود الكرة الدوارة. الآن قم بتدوير شيء غير كروي (مثل كرة الرجبي أو كرة القدم الأمريكية) في حوض السباحة. عندما يدور هذا الكائن ، فإن المخالفات على السطح (أي الأطراف المدببة) ستنتج موجة على كل ثورة من الجسم غير المنتظم. سوف تكتشف أداة التموج وجود الكرة في حوض السباحة.
هذه هي المشكلة التي تواجه العلماء الذين يحاولون اكتشاف موجات الجاذبية من النجوم النيوترونية. إذا كانت الأجسام ناعمة (ربما كروية أو مسطحة قليلاً بسبب الدوران) ، فلا يمكنها إنتاج تموجات في الزمكان وبالتالي لا يمكن اكتشافها. إذا كانت ، من ناحية أخرى ، عبارة عن أجسام دوارة غير منتظمة الشكل ، مع عدم تجانس (كتل أو "جبال") على السطح ، فقد تتولد موجات جاذبية. سوف تكتسح الكتلة التذبذب في الزمكان في كل دورة. هذا جيد ، ولكن هل النجوم النيوترونية متكتلة؟
حسنًا ، التوقعات ليست جيدة جدًا. لم تكتشف كاشفات "التموج" الزمانية لمراقبة موجات الجاذبية حتى الآن أي علامة على هذه النجوم النيوترونية سريعة الدوران. قد يعني هذا إما أن التكنولوجيا التي نستخدمها ليست حساسة بما يكفي للكشف عن موجات الجاذبية أو أن النجوم النيوترونية طبيعية بشكل سلس ولا يمكنها إنتاج موجات جاذبية في المقام الأول.
يعتقد ماتياس فيجيليوس وأندرو ميلاتوس ، الباحثان من جامعة ملبورن في أستراليا ، أن لديهما أمل جديد في أن بعض أنواع النجم النيوتروني قد يتم اكتشافها لأنها متكتلة بشكل طبيعي. باستخدام تقنية النمذجة الحاسوبية الجديدة ، يعتقد الزوج أنه حتى الاختلاف الصغير في سطح النجم النيوتروني سينتج موجات جاذبية يمكن اكتشافها. ولكن كيف تتكون هذه الكتل؟ في كثير من الأحيان ، تتطور النجوم كجزء من نظام ثنائي (أي نجمان يدوران حول مركز جاذبية مشترك) ، إذا مات أحدهم كمستعر أعظم ، تاركًا نجمًا نيوترونيًا خلفه ، فإن مجال الجاذبية الشديدة سيجرد نجمه المرافق من غازاته. عندما يتم توجيه الغاز إلى النجم النيوتروني ، سيعطي المجال المغناطيسي المكثف دعمًا هيكليًا للغاز الوارد ، مما يخلق مزيجًا من الإلكترون-بروتون من البلازما شديدة التسخين يجلس على سطح نجم النيوترون. سوف تكون الكتل التي تشكلت في القطبين المغناطيسيين للنجم النيوتروني ميزة طويلة الأمد ، تجتاح النجم في كل مرة تدور فيها. يعتقد فيجيليوس وميلاتوس أن الكواشف مثل مرصد الموجة التداخلية بالليزر (LIGO) قد تكون قادرة على اكتشاف هذا التوقيع المميز لنجم نيوتروني ذي شكل غير منتظم ... في الوقت المناسب.
حتى الآن ، لم يتم الكشف عن هذه النجوم النيوترونية "المتكتلة" ، ولكن من خلال المراقبة المستمرة (وقت التعرض) ، من المأمول أن تتلقى مراصد موجات الجاذبية الأرضية الأرض في النهاية.
المصدر: RAS ، New Scientist
