برخورد شدید ستاره های نوترونی، چگونگی و سرعت گسترش جهان را نشان می دهند!
برخورد شدید ستاره های نوترونی نشان می دهد که جهان با چه سرعتی و چگونه در حال گسترش یافتن و تشکیل شدن است. بله، جهان در حال گسترش یافتن است و این انفجار کیهانی به صورت موج از میان فضا و زمان عبور می کند تا کهکشان ها را گسترش دهد. پیدا کردن ستاره های نوترونی و انفجار های بیشتر شبیه به این نمونه کشف شده، می تواند رمز و رازهای فضایی مختلف مانند چگونگی گسترش یافتن جهان و دلیل به وجود آمدن کهکشان ها را حل کند. این تصویر نشان می دهد که دو ستاره نوترونی با هم برخورد می کنند که موج های گرانشی و یک تصویر روشن، مانند موتور جت را ایجاد می کنند.
امواج گرانشی اختلالات عظیمی در فضا و حتی در زمان هستند که ناشی از وقایع فوق العاده پر انرژی نجومی می باشند که در سرتاسر جهان قرار دارند.
اگر چه ابتدا توسط فیزیکدان آلبرت انیشتین در سال 1916 پیش بینی شده بودند، اما، اخیرا داشنمندان توانسته اند آنها را حتی ببینند.
و اکنون محققان امواج گرانشی خاص آن ها را تشخیص داده اند تا از طریق آن بتوانند به برخی از اسرار پایدار جهان دست یابند.
یکی از این رمز و راز ها، دلیل گسترش انبوه جهان و کهکشان ها می باشد.
اگر به گلکسی ها و کهکشان ها نگاه کنید، در هر جهت که نگاه کنید مخصوصا در یک شب تاریک، خواهید دید که همه آنها در فاصله ای بسیار دور نسبت به ما قرار دارند و حتی بسیار زیاد و غیر قابل شمارش می باشندد و در همه جای آسمان دیده می شوند.
اکنون دانشمندان حتی بر این باورند که این کهکشان ها و گلکسی ها حتی در حال افزایش نیز هستند.
دانشمندان دقیقا نمی دانند چرا این اتفاق رخ می دهد، اما آنها معتقدند که این موضوع چیزی است که با ماده تاریک یا انرژی تاریک بستگی دارد، با این حال آنها بهترین سعی شان را می کنند تا مطمئن شوند که جهان چگونه و با چه سرعتی در حال گسترش است.
یک روش اندازه گیری که به عنوان یک پروژه هابل شناخته شده است، یکی از مهمترین اهداف ارزشمند برای ما می باشد، چرا که واقعا به درک آنچه در سراسر جهان اتفاق می افتد، کمک می کند.
در حال حاضر محققان دو روش برای تخمین پروژه هابل در پیش رو دارند: آنها می توانند پس از انفجار موج های رادیویی پس لرزه آن ها را مطالعه کنند یا می توانند ستاره های بزرگ (ابرنواختر نوع 1a) را در دنیای دور منفجر کنند.
همانطور که شاید بدانید، پروژه هابل با استفاده از این دو روش بسیار متفاوت و دشوار است.
اینجا، جایی است که امواج گرانشی وارد می شوند.
مطالعه امواج گرانشی یک راه سوم را برای برآورد پروژه هابل بر روی ما باز می کند.
این مطالعه شبیه سازی شده نشان می دهد که دو ستاره نوترونی در حال برخورد با هم، امواج گرانشی را به سمت خارج از خود می فرستند.
در مقاله ای که روز دوشنبه در مجله Nature منتشر شد، یک تیم بین المللی اخترشناسان از امواج گرانشی که از طریق ادغام و برخورد دو ستاره نوترونی فوق العاده متراکم تولید شده است، برای اندازه گیری پروژه هابل و در اصل برای اندازه گیری سرعت تشکیل جهان استفاده کرده اند.
ادغام و برخورد ستاره نوترونی در سال 2017 توسط تلاش های تشخیص موج گرانشی بر روی زمین، به عنوان پروژه های LIGO و ویرجین، و GW170817 شناخته و تعیین شده است.
خوشبختانه این ادغام نیز توسط یک آشکارساز گاما و امکانات نجومی نوری بهتر شناخته شده است، و دانشمندان ستاره شناس می توانند چیزی بیش از یک جفت چشم انداز تخصصی را در این رویداد در اختیار داشته باشند.
امواج گرانشی تولید شده توسط این رویداد به ستاره شناسان نشان می دهد که چگونه این ادغام باید صورت بپذیرد.
سپس آنها در مورد اینکه ادغام واقعی در چه زمانی روشن شده تحقیق می کنند و فاصله و مقدار فاصله گسترش یافته را بررسی میکنند.
همکاری ستاره شناسان با پروژه قبلی GW170817 موثر بوده است که از این روش برای تعیین پروژه هابل در سال 2017 استفاده کرده اند، اما تحقیقات جدید از داده های رادیویی با وضوح بالا برای ارزیابی، یک نیروی شدید را نشان می دهد که از ادغام و برخورد دوستاره خارج می شود.
این نیروی شدید اجازه داد که تیم بتواند تصویر دقیقتری از نحوه قرارگیری ستارههای نوترونی در فضای 3D را نسبت به مطالعات گذشته، با استفاده از مدلهای تولید شده در ابر رایانه ها، به تصویر بکشد.
آدم دلر (Adam Deller)، یک استروفی فیزیکدان در دانشگاه سوینبورن در استرالیا و همکارانش در این مقاله می گویند "تعدادی از گروه ها این محاسبه را با استفاده از داده های تحقیقات GW170817 انجام داده اند، اما ما توانستیم این کار را با دقت بیشتری انجام دهیم زیرا داده های رادیویی دقیق تر از گرایش (ادغام) را به دست آورده ایم".
برای ارقام: در اندازه گیری های قبلی با استفاده از GW170817 تخمین زده شده است که جهان در حدود 74 کیلومتر در هر ثانیه در مگاپارسک (megaparsec) گسترش یافته است.
این مطالعه جدید آن را در حدود 70 کیلومتر در هر ثانیه در مگاپارسک نشان می دهد.
اما این بدان معنا نیست که جهان با سرعت کم تری در حال افزایش و گسترش یافتن است.
دلر می گوید: "عدم اطمینان در اندازه گیری ما هنوز هم به اندازه کافی بزرگ است، فقط از این یک رویداد استفاده کرده ایم، که هر دو روش پیشرونده فعلی برای تخمین پروژه هابل سازگار و مناسب است."
این به این معنی است که کار هنوز هم تمام نشده است.
در ماه اکتبر، دو ستاره شناس مقاله ای در Nature منتشر کردند که نشان می دهد اگر بتوانیم فقط 25 ستاره نوترونی دیگر را تشخیص دهیم، احتمالا می توانیم پروژه هابل را با دقت 3٪ به دست آوریم.
اگر این تعداد به 200 ستاره افزایش یابد، دقت آن به حدود 1٪ محدود می شود.
با این حال، تحقیقات جدید نشان می دهد که حدود 15 اندازه گیری بیشتر از وقایع مانند GW170817، کافی خواهد بود تا بحث در مورد پروژه هابل و تفاوت های بزرگ در دو روش فعلی، حل و فضل شوند.
این داده ها می تواند ما را به سوی پاسخ به سوالات حتی بزرگتر در مورد جهان پیش ببرند.
دلر می گوید: "پروژه هابل یکی از پایه های اصلی کیهان شناسی است که تعیین می کند که کیهان کجا بوده و به کجا می رود."
در زیر نیز می توانید ویدئویی از برخورد ستاره های نوترونی در فضا را مشاهده کنید:
