رنين الجاذبية يكشف أسرار النجوم النيوترونية ⚡ экспресс
تتيح لنا موجات الجاذبية الناتجة عن اندماج النجوم النيوترونية النظر إلى أعماقها، حيث تبلغ الكثافات أضعاف الكثافة النووية. في دراسة جديدة، قام العلماء بمحاكاة مثل هذه الاندماجات باستخدام معادلات حالة مختلفة (التي تصف العلاقة بين الضغط والكثافة)، واكتشفوا علاقة واضحة: نسبة الطاقة المفقودة إلى العزم الزاوي في ما يُعرف بـ«الرينغداون» الطويل — الإشارة المتلاشية تدريجياً بعد الاندماج — ترتبط بخصائص المادة في النواة. يشبه هذا النمط كيف يكشف رنين الجرس المتلاشي عن مادته. وستساعد هذه العلاقة في تحسين معادلة الحالة عند كثافات فائقة النووية، حيث لا توجد وسيلة مباشرة للوصول إليها حتى الآن.
عندما يندمج زوج من النجوم النيوترونية، ينبعث إشعاع غاما، وتنتشر موجات في الزمكان — مثل ضربة على جرس رنان. يستمر البقايا في الاهتزاز، مصدرًا رنينًا جاذبيًا متلاشيًا.
قام الباحثون بنمذجة مئات من هذه الكوارث، مع تغيير مرونة المادة فائقة الكثافة. اتضح أن نسبة الطاقة المفقودة إلى انخفاض سرعة الدوران تحدد بشكل لا لبس فيه مدى ليونة المادة: فالخفوت السريع للرنين مع نفس التباطؤ يشير إلى بنية داخلية لينة، تمامًا كما يصمت الجرس المصنوع من الصلصال أسرع من الجرس الفولاذي. من المثير للاهتمام أن المادة في مركز النجم فائقة الميوعة وفي نفس الوقت أصلب بمليارات المرات من أي معدن — هذه المفارقة تجعل الرنين أكثر إفادة.
في السابق، كان من المستحيل النظر إلى هذه الأعماق. أما الآن، فمن خلال التقاط الصدى الجاذبي بمساعدة كواشف كان منشئها راينر فايس، سنتمكن من معرفة ما تخفيه أكثر "لبنات" الكون تطرفًا مباشرة. كما سيشير أيضًا إلى ما إذا كانت الثقوب السوداء تولد في مثل هذه الاندماجات، ومن أين جاء الذهب والبلاتين على الأرض. بالمناسبة، أول نجم نيوتروني كنباض اكتشفته جوسلين بيل بورنيل عام 1967 — ولا يزال اكتشافها يقدم مفاجآت حتى الآن.
🎯 بعض النجوم النيوترونية تدور بسرعة 716 دورة في الثانية — أسرع من خلاط المطبخ.