قمة كونية تتباطأ بسرعة غير مسبوقة سريع
قمة تدور مئة دورة في الثانية، ثم تبدأ فجأة بفقدان سرعتها بشكل حاد — أسرع بكثير من أي قمة معروفة. هذا بالضبط ما يفعله النجم النابض J0435+3233. إنه نجم ميت انكمش إلى حجم مدينة، لكنه يدور بسرعة هائلة. دورته أقل من 10 ميلي ثانية، وقد سجل رقمًا قياسيًا: لم يُرَ من قبل نجم نابض سريع بهذا التباطؤ الشديد (تباطؤه يتجاوز $10^{-12}$ هرتز/ثانية).
هذا التباطؤ الحاد يذكرنا بصرير فرامل سيارة مسرعة. لكن بدلًا من الصوت، قد تنشأ تموجات في الزمكان — الموجات الثقالية. حلل علماء تعاون LIGO بيانات الرصد وحاولوا التقاط هذا «الهمس» من J0435+3233. بحثوا عن إشارة عند تردد يساوي ضعف تردد دوران النجم النابض تمامًا، وكذلك في نطاق ضيق حوله، وعند ترددات تتوافق مع اهتزازات خاصة لمادة النجم — ما يسمى بأنماط r.
لم ترصد الكاشفات شيئًا. لكن الصمت هو أيضًا نتيجة. فقد سمح بتحديد حد أعلى لسعة الموجة الثقالية: $h_0 = 5.8 \times 10^{-27}$. هذا أكثر صرامة بعشر مرات من القيد الذي يمكن استخلاصه من مجرد حقيقة التباطؤ. بعبارة أخرى، لو كان النجم النابض يتباطأ فقط بسبب إشعاع الموجات الثقالية، لما تجاوز «تفلطحه» (انحرافه عن الكرة المثالية) $1.6 \times 10^{-8}$. هذه قيمة مثيرة للاهتمام فيزيائيًا — كما لو أن كرة بلياردو ناعمة تمامًا بحجم الأرض لا تحتوي على نتوء يزيد عن بضعة سنتيمترات.
إذن، القمة لا تتباطأ فحسب — بل تفعل ذلك بطريقة غامضة. لم نسمع صريرها الثقالي، لكننا تمكنا من النظر إلى قلب فيزياء الأجسام فائقة الكثافة. ومن يدري، ربما في المرة القادمة عندما تصبح LIGO أكثر حساسية، سنلتقط أخيرًا هذا الإيقاع الكوني.
الملخص الأصلي
كما كتبه المؤلفون، بالإنجليزية arXiv:2607.18219
We perform a search for continuous gravitational waves from J0435+3233 using LIGO O4a public data. J0435+3233 is unique among millisecond pulsars as it exhibits an exceptionally large spin-down and marks the first pulsar observed to date with a spin-down larger than $$10^{-12}$$ Hz/s in the sub $$10$$ ms spin period range, making it a potentially strong source of continuous gravitational waves. We target signals at exactly twice the rotation frequency, a narrow band around this frequency, and also signals corresponding to r-modes. Our results are consistent with a non-detection. Our most stringent upper limit on the intrinsic gravitational wave amplitude at 95\% confidence is $$h_0=5.8\times10^{-27}$$. With an estimated source distance of 1.2 kpc this upper limit constraints the ellipticity to be smaller greater than $$1.6\times10^{-8}$$. If the observed spin-down is all intrinsic, this is the first source for which the spin-down upper limit is beaten by over an order of magnitude and the ellipticity is constrained to the physically very interesting range of the low $$10^{-8}$$ region.
لو كان النجم النابض J0435+3233 كرة ناعمة تمامًا، لما أنتج دورانه موجات ثقالية. نحتاج إلى «نتوء» صغير على السطح — انحراف عن الكرة. الحد الأعلى لهذا «النتوء» لهذا النجم النابض — أقل من سمك شعرة إنسان على جسم بقطر مانهاتن.
في رواية «تواصل» لكارل ساغان، كانت إشارة من حضارة خارج الأرض مخبأة في نبضات نجم نيوتروني — ربما يومًا ما سنجد في مثل هذه البيانات شيئًا أكثر من مجرد موجات ثقالية.