قد تحجب “جبال” النجوم النيوترونية رؤيتنا لموجات الجاذبية الغامضة

بالعربي/ قد تكون هذه “الجبال” أصغر بمئات المرات من التوقعات السابقة.

يُظهر بحث جديد أن النجوم النيوترونية مغطاة بجبال بطول أجزاء من المليمتر فقط ، مما يعني أن هذه النتوءات أصغر بمئات المرات مما اقترحته التقديرات السابقة.

النجوم النيوترونية هي أجسام نجمية مضغوطة ، تشبه في حجمها مدينة كبيرة يبلغ قطرها حوالي 6.2 ميل (10 كيلومترات) ، وتزن 1.4 كتلة شمسية على الأقل (1.4 ضعف وزن الشمس). لقد ولدوا من الموت المتفجر للنجوم التي تزن ما بين 10 و 25 كتلة شمسية. نتيجة لذلك ، فهي من أكثر الأجسام كثافة في الكون ولديها مجال جاذبية قوي بشكل لا يصدق ، أقوى بحوالي 2 مليار مرة من مجال الأرض . هذه الجاذبية الشديدةتسحق النجوم النيوترونية في كرات شبه مثالية محاطة بقشرة ناعمة وصلبة. ومع ذلك ، وجدت الأبحاث السابقة أن التشوهات في القشرة تخلق جبالًا على أسطح هذه النجوم.

الآن ، تشير النتائج الجديدة ، التي تم تقديمها في الاجتماع الوطني لعلم الفلك 2021 في المملكة المتحدة في 19 يوليو ، إلى أن هذه الجبال من المحتمل أن تكون أصغر بمئات المرات مما كان يعتقده العلماء سابقًا.

قال الباحث الرئيسي فابيان جيتينز ، طالب الدكتوراه في جامعة ساوثهامبتون في المملكة المتحدة ، لـ Live Science: “ربما ينبغي أن يُطلق عليها اسم” المطبات “أو” التلال “وليس” الجبال “. 

كرة غير كاملة 

قشرة النجم النيوتروني هي طبقة صلبة على السطح الخارجي للنجم ، على غرار قشرة الأرض ، مصنوعة من نوى العناصر الثقيلة المتكسرة التي تحتوي على حساء شديد الكثافة من النيوترونات داخل النجم ، وفقًا لـ Space. كوم . قال جيتينز إن سماكتها حوالي 0.6 ميل (كيلومتر واحد) وهي منطقة النجم الأقل كثافة. 

تتشكل الجبال عندما تتعرض القشرة لكميات هائلة من الإجهاد وتبدأ في التصدع. قال جتينز: “هناك الكثير من الطرق لتشكل هذه الجبال”. “كل ما هو مطلوب هو أن يغير النجم شكله”.

تشمل التفسيرات المحتملة لتشكيل الجبال زيادة الضغط من مجالها الكهرومغناطيسي القوي أو حقيقة أنها تدور ببطء أكثر بمرور الوقت. وقال جيتينز إنه قد يكون أيضًا ناتجًا عن ظاهرة تُعرف بالخلل ، حيث يبدأ النجم فجأة في الدوران بشكل أسرع.

ولكن بغض النظر عن أسباب تشكل الجبال ، فإن حجمها محدود بمقدار الإجهاد الذي يمكن أن تتحمله القشرة قبل أن تنكسر. قال جيتينز: “كلما كانت القشرة أقوى ، زادت الجبال التي يمكن أن تتحملها”.

اصغر مما كان متوقعا 

تنبأ جيتينز وفريقه بحجم جبال النجوم النيوترونية من خلال إنشاء نماذج حاسوبية تحاكي بدقة قشرة نجم نيوتروني.

قال جيتينز: “لقد أخضعنا هذه النماذج لمجموعة متنوعة من القوى الرياضية التي أدت إلى نشوء الجبال”. “قمنا بزيادة حجم القوات حتى انكسرت القشرة الأرضية”.

سمح ذلك للفريق بالتنبؤ بأكبر حجم ممكن للجبال التي يمكن أن تتحملها النجوم النيوترونية دون أن تنكسر. تشير تنبؤاتهم الجديدة إلى أن التقديرات السابقة التي ربطت هذه الجبال بارتفاع يصل إلى سنتيمتر قد تكون معيبة إلى حد كبير.

قال جيتينز: “عند النظر في هذه المشكلة ، وجدنا أن الدراسات السابقة بها مشكلات فنية في نهجها”.

قال جيتينز إن إحدى القضايا الرئيسية هي أن التوقعات السابقة افترضت أن قشرة النجوم النيوترونية كانت في شكل أدى إلى إجهاد القشرة إلى أقصى حد في كل نقطة ، ولكن تبين أن ذلك مستحيل ماديًا. وأضاف “نهجنا لم يجهد القشرة إلى أقصى حد في كل نقطة ولكن في نقطة واحدة”.

تموجات في الزمكان 

قال جيتينز إنه من المعروف أن النجوم النيوترونية تدور بسرعة بسبب الزخم الزاوي الذي تحتفظ به من النجوم الأم المتفجرة. 

قال جيتينز: “عندما يدور نجم نيوتروني مشوه بطريقة غير متكافئة ، فإنه يتسبب في تموجات في نسيج الزمكان من حوله”. “تُعرف هذه التموجات بموجات الجاذبية”.

اكتشف الباحثون لأول مرة موجات الجاذبية ، المنبثقة من ثقبين أسودين دائرين ، باستخدام مرصد موجات الجاذبية بالليزر (LIGO) في عام 2015 ، وفقًا لما ذكرته Live Science سابقًا. اكتشف LIGO منذ ذلك الحين حدثين منفصلين لموجة الجاذبية ناتج عن تصادم النجوم النيوترونية ، وفقًا لما ذكرته Live Science سابقًا ، لكن النجوم النيوترونية المنفردة ظلت بعيدة المنال.

قال جيتينز: “في الوقت الحالي ، لم نتمكن من رصد موجات الجاذبية من النجوم النيوترونية الدوارة”. وأضاف أن عدم الاكتشافات هذه تخبر العلماء أيضًا كثيرًا عن النجوم النيوترونية.

أصغر الجبال على النجوم النيوترونية ، أصغر موجات الجاذبية التي تنتجها. لذلك ، فإن عدم اكتشافهم قد يدعم تنبؤات Gittins.

قال جيتينز: “نظرًا لأننا نعرف حساسية أجهزة الكشف لدينا ، يمكننا وضع حدود عليا لمدى اتساع الجبال على النجوم النيوترونية”. “الاتجاه العام هو أن الحدود العليا تصبح أصغر وأصغر.”المحتوى ذي الصلة

لذلك ، قد يستغرق الأمر بعض الوقت قبل أن يتمكن العلماء من بناء أجهزة كشف كبيرة بما يكفي لاكتشاف تموجات الزمكان الناتجة عن هذه النتوءات المجهرية سريعة الدوران.

المصدر/ livescience.comالمترجم/barabic.com