همهمة النجوم النيوترونية التي لم تُسمع سريع
قمة الغزال تدور بسرعة هائلة وبدلاً من الطنين المنتظم تصدر أزيزًا هادئًا — لأنها مشوهة قليلاً. هكذا تعمل النجوم النيوترونية تقريبًا: كرات بحجم مدينة، مضغوطة إلى كثافة تجعل ملعقة صغيرة من مادتها تزن مثل جبل. إذا لم يكن هذا النجم كرة مثالية، بل لديه "نتوء" صغير على جانبه، فإنه يصدر موجات جاذبية مستمرة — تموجات في الفضاء نفسه تنتشر عبر الكون.
من الصعب جدًا التقاط هذه التموجات. إنها أضعف من الهمس، كما أنها تغير نبرتها عندما يدور النجم في زوج مع رفيقه — مثل صفارة سيارة تقترب وتبتعد. هذا النوع من الأزواج هو ما بحث عنه مؤلفو الدراسة: لأول مرة نظروا في المنطقة التي يتجاوز فيها تردد "الطنين" 520 اهتزازة في الثانية، ويستمر رقص المداري أقل من ثلاثة أيام. في السابق، ظلت هذه الأماكن على "خريطة الأصوات" بقعة بيضاء — لم تكن القوة الحاسوبية كافية لفحص جميع الاحتمالات.
كاشفات LIGO وVirgo لم تلتقط أي صوت. لكن الصمت هو أيضًا نتيجة. الآن نعلم: إذا كان هناك نجم نيوتروني على مسافة مئة فرسخ فلكي (أي حوالي 300 سنة ضوئية) منا، يدور أكثر من 495 دورة في الثانية، فإن تسطيحه لا يتجاوز 5.2 جزء من المليون من حجمه. بعبارة أخرى، "النتوء" على جانبه ليس أعلى من بضعة ملليمترات. لو كانت الأرض بهذه النعومة، لما وصل أعلى جبل إلى الركبة.
هذا البحث يشبه الاستماع إلى غابة شاسعة على أمل التقاط حفيف صرصور معين. حتى الآن لا يُسمع سوى الصمت، لكن القدرة على سماعه بهذا المستوى تتحدث عن حساسية الأدوات. ربما يلتقط الجيل القادم من الكاشفات أخيرًا هذا الهمهمة المستمرة — وعندها سنعرف مدى "التجعد" الذي يمكن أن تكون عليه أصلب الأجسام في الكون.
الملخص الأصلي
كما كتبه المؤلفون، بالإنجليزية arXiv:2605.14728
Continuous gravitational waves, i.e., persistent and nearly-monochromatic signals emitted by asymmetric spinning neutron stars, remain elusive. Searches for these signals from unknown binary systems are the most computationally challenging, but they are essential, given that binary accretion provides a natural mechanism for creating the required asymmetry, and around half of the known pulsars rotating above 25 Hz are part of a binary system. Here we report on a search of a large uncharted parameter-space region: for the first time we cover gravitational-wave frequencies above 520 Hz (from 50 to 1000 Hz), and, for the first time with advanced detectors, orbital periods lower than 3 days are explored. No signal is detected, and we set the most stringent constraints to date on the amplitude of signals of this kind. Our results exclude with $$95\%$$ confidence neutron stars within 100 pc and rotating faster than $$\sim$$ 495 Hz from having ellipticities above $$5.2 \times 10^{-8}$$. Within the same distance our results also exclude r-mode amplitudes above $$1.5 \times 10^{-6}$$ for stars rotating faster than $$\sim$$ 740 Hz.
إذا أمكن تلميع نجم نيوتروني بحجم مدينة بشكل مثالي، فسيكون سطحه أكثر نعومة بمليون مرة من أفضل مرآة صنعها الإنسان. و"تجعد" صغير بارتفاع ملليمتر واحد سيجعله يصدر موجات جاذبية.
في رواية "الاتصال" لكارل ساجان، يتم اكتشاف إشارة غريبة بتردد مضاعف لتردد دوران النجم النابض — كما لو أن شخصًا ما قام بتضمين رسالة عمدًا في إيقاع النجم النيوتروني.