کشف جسمی 700هزار بار سنگین.تر از زمین در محدوده.ای به طول خیابان ولی.عصر

واضح آرشیو وب فارسی:فان پاتوق:

در پی کشف سنگین.ترین تپ.اختر و اندازه.گیری جرم آن به کمک اثرات نسبیتی، دانشمندان با قطعیت اعلام کرده.اند که ستارگان نوترونی فقط از نوترون ساخته شده و ذراتی مانند کوارک در آن وجود ندارند.
اندازه.گیری امواج رادیویی منتشر شده از سنگین.ترین تپ.اختر کشف شده تاکنون نشان دهنده این امر است که این ستارگان برخلاف نظریه.های عجیب.وغریبی که ذرات بنیادینی مانند کوارک را ماده اصلی تشکیل.دهنده آنها معرفی می.کند؛ در حقیقت از نوترون.ها تشکیل شده.اند. بدین.ترتیب، نام ستاره نوترونی دقیقا برازنده این اجرام سینگین است.

به گزارش نیچر، ستارگان نوترونی از انفجار ابرنواختری ستارگان سنگین باقی می.مانند. طبق مدل.های استاندارد اخترشناسی، در اثر این انفجار، اتم.ها تحت تاثیر نیروی گرانش آن.قدر فشرده می.شوند که لایه.های الکترونی به درون هسته اتم فرومی.ریزند؛ پروتون.ها و الکترون.ها با هم برخورد می.کنند و به نوترون تبدیل می.شوند. بنابراین، ماده.ای کاملا تشکیل.شده از نوترون باقی می.ماند و همین، وجه تسمیه نام.گذاری این ستارگان است.

ولی به گفته پل دمورست؛ اخترشناس رصدخانه ملی رادیویی فضایی در شارلوتزویل ویرجینیا؛ اخترشناسان در مورد این.که در چگالی.های فوق.العاده بالای درون این ستارگان چه بر سر ماده می.آید، چیز زیادی نمی.دانستندو همین امر، برخی دانشمندان را بر آن داشت تا ادعا کنند که شاید «ستاره نوترونی» نام درستی نباشد. مدل.های جایگزین پیشنهاد می.کنند که شاید این اجرام از ذرات تشکیل.دهنده نوترون یعنی کوارک.های آزاد یا دیگر انواع ذرات غریب مانند هایپرون (جرمی که حد فاصل بین پروتون و نوترون است)، تشکیل شده باشند.

تنها راه آزمودن درستی این نظریات، محاسبه جرم ستاره.های نوترونی است؛ چرا که هر مدل حد بالایی متفاوتی را برای جرم آنها پیش.بینی می.کند. دمورست و گروهش در مقاله.ای که در همین هفته در نیچر منتشر شد، رصد ستاره.ای نوترونی را گزارش کرده.اند که جرمی تقریبا 2 برابر خورشید دارد (700هزار برابر زمین) و از بزرگ.ترین ستاره نوترونی قبلی 13درصد بزرگ.تر است.

پژوهشگران از تلسکوپ گرین.بنک رصدخانه ملی رادیویی در ویرجینیای غربی استفاده کردند تا ستاره نوترونی J1614-2230 را که در منظومه.ای دوتایی به دور یک کوتوله سفید می.گردد؛ بیازمایند. (کوتوله سفید، جسمی به اندازه زمین است که جرمش حداکثر 1.4 برابر خورشید است و از مرگ ستارگانی همانند خورشید برجا می.ماند). ستاره نوترونی پالس.های رادیویی را در بازه.های زمانی منظم میلی.ثانیه.ای ساطع می.کند، ولی از آنجاکه هر پالس در مسیر رسیدن خود به زمین از کوتوله سفید می.گذرد، با تاخیری مواجه می.شود که میزان این تاخیر متناسب با جرم کوتوله سفید است و با توجه به دوران این ستاره.ها به دور هم، مقدار آن هم متغیر است.

این اثر که «تاخیر شاپیرو» نام دارد، از اثرات نسبیت.عام است که بیان می.دارد میدان گرانشی یک جرم بزرگ سبب می.شود که زمان کندتر شود و پالس.های رادیویی با تاخیر مواجه شوند. با ترکیب مقادیر اندازه.گیری شده تاخیر شاپیرو، دوره دوران ستاره.ها به دور هم و سرعت ستاره نوترونی، دانشمندان توانستند جرم ستاره نوترونی را محاسبه کنند.
معمای جرم
به گفته دیوید نایس، اخترشناس کالج لافایت در ایستون پنسیلوانیا، پیش از این نیز گزارش.های تجربی از دیگر ستاره.های نوترونی سنگین وجود داشت، ولی تلاش برای اندازه.گیری.های تاخیر شاپیرو نتوانسته بود وجود جرم زیاد را اثبات کنند. او می.گوید: «این نمایشی زیبا از اثر شاپیرو است که نشان می.دهد ستاره.های نوترونی سنگین.تر هم می.توانند وجود داشته باشند».

به گفته دمورست، جرم گزارش شده ستاره نوترونی بیشتر از چیزی است که با تمام مدل.های جاری مبتنی بر ذرات عجیب پیش.بینی شده و احتمال این را که ستاره.های نوترونی از هر چیزی به جز نوترون.ها تشکیل شده باشند، تضعیف می.کند.
با این حال، جیمز لاتیمر، اخترشناس دانشگاه ایالتی نیویورک اشاره می.کند که تغییر پارامترهای با توانایی تعامل بین ذرات در مدل.های مبتنی بر ذرات غریب، به نحوی که آنها را با یافته.های پژوهشگران سازگار کند، امر نسبتا ساده.ای خواهد بود. او می.گوید: «برای این که بتوان به طور کامل این مدل.های مبتنی بر ذرات بنیادین را رد کرد، شما باید قطر ستاره را بدانید».

تلاش اخترشناسان برای محاسبه قطر این ستاره. در حال انجام است که احتمالا باید حدود 30 کیلومتر باشد. با این وجود، جرم بسیار زیاد ستاره نوترونی می.تواند اخترشناس.ها را وادارد تا دوباره در مورد مدل.های شکل.گیری سیستم.های دوتایی فکر کنند. شبیه.سازی.های کامپیوتری عموما جرم ستاره.های نوترونی متعلق به مجموعه.های دوتایی را بین 1.2 تا 1.5 برابر جرم خورشید پیش.بینی می.کنند.

مدل.ها پیشنهاد می.کنند که مقدار اندکی از ماده می.تواند از ستاره دوم به ستاره نوترونی منتقل شود، ولی به گفته لاتیمر حتی این مقدار هم نمی.تواند توجیه.کننده جرم بسیار زیاد این ستاره نوترونی باشد. به این منظور، خیلی مهم خواهد بود که این نتایج را با جستجو برای دیگر ستاره.های نوترونی سنگین در سیستم.های دوتایی تایید کرد. این معمایی است که باید پاسخی برای آن یافت.

این صفحه را در گوگل محبوب کنید

[ارسال شده از: فان پاتوق]

[مشاهده در: www.funpatogh.com]

[تعداد بازديد از اين مطلب: 125]