«فرجار» فضائي سيقيس قريبًا قطر نجم نيوتروني بدقة تصل إلى مئة متر. بالنسبة لجسم يبلغ قطره عشرين كيلومترًا، هذا يعادل قياس سُمك شعرة إنسان من على بُعد كيلومتر.
النجم النيوتروني هو بقايا مستعر أعظم انفجر. المادة فيه مضغوطة بشدة لدرجة أن ملعقة صغيرة منه تزن مليارات الأطنان. ولكن كيف هي تركيبته بالضبط؟ يصفه الفيزيائيون بـ«معادلة الحالة» — وهي في الأساس وصفة تربط بين الضغط والكثافة. المشكلة أن هناك وصفات كثيرة، واختيار الصحيحة منها أمر صعب.
اتبع مؤلفو الدراسة منهجًا بايزيًا: لم يبحثوا عن إجابة واحدة، بل وزنوا احتمالات الخيارات المختلفة. في محاكاتهم، قامت بيانات مستقبلية من مراصد الأشعة السينية ومراصد موجات الجاذبية بغربلة آلاف معادلات الحالة المحتملة. والنتيجة ليست مجرد نصف قطر متوسط، بل طيف كامل من الاحتمالات لكل مكوّن في الوصفة.
وكان الانتقال من الطور الهادروني (النووي) إلى طور الكواركات مثيرًا للاهتمام بشكل خاص. إنه مثل لحظة تحول الماء إلى جليد، لكن عند ضغوط هائلة. ستسمح البيانات الجديدة بفهم ما إذا كان هذا الانتقال يحدث فجأة أم بشكل تدريجي. وهذا يعني النظر إلى قلب النجم دون مغادرة الأرض.
كما كتبه المؤلفون، بالإنجليزية arXiv:2608.04967v1
Future high-precision X-ray and gravitational wave observatories are expected to measure the radii of neutron stars (NSs) with an accuracy better than about 0.1 km. However, it remains unclear what particular aspects of the Equation of State (EOS) and to what precision they will be better constrained. Within a Bayesian framework using a meta-model EOS and mock high-precision NS data, the posterior probability distribution functions (PDFs) of NS matter EOS parameters for both hadronic and quark phases and the transition between them were recently studied. We report here a few highlights of these studies.
نجم نيوتروني بحجم مدينة يدور أسرع من خلاط المطبخ — حتى عدة مئات من الدورات في الثانية.