درون ستاره های نوترونی چه می گذرد؟
فیکس سرور: پژوهشگران آمریکایی تلاش می کنند با بهره گیری از روش جدیدی، به اسرار درون ستاره های نوترونی پی ببرند.
به گزارش فیکس سرور به نقل از ایسنا و به نقل از سایتک دیلی، تصور کنید ستاره ای با جرم دو برابر خورشید را بگیرید و آنرا با فشردن، به اندازه منهتن نیویورک برسانید. نتیجه، یک ستاره نوترونی خواهد بود. ستاره نوترونی، یکی از متراکم ترین اجرامی است که در کیهان یافت می شود. چگالی ستاره های نوترونی از چگالی هر ماده ای که بطور طبیعی روی زمین یافت می شود، ده ها تریلیون بیشتر است. بااینکه ستاره های نوترونی به خودی خود اجرام اخترفیزیکی قابل توجهی هستند، اما چگالی این ستاره ها می تواند آنها را تحت شرایطی که هیچ گاه روی زمین بازتولید نمی شوند، به آزمایشگاهی جهت بررسی پرسش های اساسی فیزیک هسته ای تبدیل کند.
به دلیل این شرایط عجیب و غریب، دانشمندان هنوز نمی دانند که ستاره های نوترونی دقیقا از چه چیزی تولید شده اند. پاسخ دادن به این پرسش، هدف اصلی پژوهش اخترفیزیک مدرن است. قطعه جدیدی از این پازل که دامنه احتمال ها را محدود می کند، توسط دو پژوهشگر در "موسسه مطالعات پیشرفته" (IAS) آمریکا کشف شده است. این دو پژوهشگر، "کارولین رایتل" (Carolyn Raithel)، عضو دانشکده علوم طبیعی و "الیاس موست" (Elias Most) هستند.
در حالت ایده آل، اخترفیزیکدانان دوست دارند به درون این اجرام عجیب و غریب نگاه کنند، اما این ستاره ها آن قدر کوچک و دور هستند که نمی توان از آنها با تلسکوپ های استاندارد تصویربرداری کرد. پژوهشگران در عوض برای محاسبه "معادله حالت" (EoS)، بر خواص غیرمستقیمی مانند جرم و شعاع یک ستاره نوترونی تکیه می کنند که می توانند به اندازه گیری آنها بپردازند. در هر حال، مشکل اینجاست که اندازه گیری دقیق شعاع یک ستاره نوترونی بسیار دشوار است. یک جایگزین امیدوارکننده برای مشاهده های آینده، استفاده از کمیتی به نام "فرکانس طیفی اوج" (f2) در جای خود است.
اما فرکانس طیفی اوج چگونه اندازه گیری می شود؟ برخورد بین ستارگان نوترونی که برمبنای قوانین نظریه نسبیت انیشتین تحلیل می شود، انتشار قوی امواج گرانشی را در پی دارد. دانشمندان در سال ۲۰۱۷ برای اولین بار، چنین انتشارهایی را بطور مستقیم اندازه گیری کردند.
موست اظهار داشت: حداقل در اصل، فرکانس طیفی اوج را می توان از روی سیگنال موج گرانشی ساطع شده توسط بقایای متزلزل دو ستاره نوترونی ادغام شده محاسبه کرد.
پیشتر انتظار می رفت که فرکانس طیفی اوج، یک نماینده معقول برای شعاع باشد، برای اینکه پژوهشگران تا حالا باور داشتند که یک مطابقت مستقیم بین آنها وجود دارد، اما رایتل و موست نشان داده اند که این مساله همیشه درست نیست. آنها معتقدند که تعیین معادله حالت، مانند حل کردن یک مسئله ساده در مورد وتر نیست. در عوض، بیشتر شبیه به محاسبه طولانی ترین ضلع یک مثلث نامنظم است. در اینجا، شخص محاسبه کننده به اطلاعات سومی نیز نیاز دارد که زاویه بین دو ضلع کوتاه تر است.
این بخش سوم اطلاعات برای رایتل و موست، شیب رابطه جرم-شعاع است که اطلاعات مربوط به معادله حالت را در چگالی بالاتر و در نتیجه شرایط ناملایم تر نسبت به شعاع، به تنهایی رمزگذاری می کند.
این یافته جدید، به پژوهشگرانی که با نسل بعدی رصدخانه های امواج گرانشی کار می کنند، امکان می دهد تا از داده های به دست آمده بعد از ادغام ستاره های نوترونی، بهتر بهره گیرند. بگفته رایتل، این داده ها می توانند اجزای اساسی ماده ستاره نوترونی را نشان دهند.
رایتل اضافه کرد: تعدادی از پیش بینی های نظری نشان می دهند که در هسته ستاره های نوترونی، تغییر فاز ممکنست نوترون ها را در ذرات زیر اتمی به نام "کوارک" (Quark) غرق کند. این بدان معناست که ستاره ها دارای دریایی از ماده کوارکی آزاد در خود هستند. پژوهش ما ممکنست به پژوهشگران آینده کمک نماید تا بفهمند که آیا چنین تغییر فازی واقعا رخ می دهد یا خیر.
این پژوهش در "The Astrophysical Journal Letters" به چاپ رسید.
این مطلب را می پسندید؟
(0)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب