خبرکاو:

یک مطالعه جدید نشان می دهد که وقتی ستاره های نوترونی با هم برخورد می کنند، انفجارهایی که ایجاد می کنند کاملاً کروی هستند.

این در تضاد با نظریه‌های قبلی پیرامون انفجارها، معروف به کیلونووا ، است که نشان می‌دهد آنها باید به صورت دیسک‌های مسطح پیش بروند. اما دلیل اینکه این انفجارها شکل کروی پیدا می کنند هنوز در هاله ای از ابهام است.

کیلونوواها برای درک ما از تکامل کیهانی مهم هستند زیرا در شرایط شدید ایجاد شده توسط این انفجارهای عظیم کیهانی است که عناصر سنگینی مانند طلا، پلاتین و اورانیوم سنتز می شوند .

دیگر اخبار

توسعه ارتباطی تمرچین برای تسهیل ارتباطات اربعین

مطالب مرتبط: دانشمندان یک فلاش "کیلونووا" را به قدری روشن می بینند که به سختی می توانند آن را توضیح دهند

نتیجه نهایی یک کیلونووا یک ستاره نوترونی ادغام شده به اصطلاح "بسیار پرجرم" است که به سرعت فرو می ریزد و سیاهچاله ای را به وجود می آورد. اما جزئیات دیگر در مورد این رویدادها تا حد زیادی ناشناخته باقی مانده است، پس هرگونه اطلاعاتی در مورد برخوردهایی که باعث آنها می شود برای اخترفیزیکدانان غبار طلای استعاری است.

اولین بار در سال 2017 یک کیلونوا کشف شد و انفجار کیهانی در حدود 140 میلیون سال نوری از زمین قرار داشت. در حین تجزیه و تحلیل داده های این انفجار عظیم بود که اخترفیزیکدانان به کشف شگفت انگیزی مبنی بر کروی بودن کیلونوواها دست یافتند.

داراک واتسون، یکی از نویسندگان این مطالعه، دانشیار موسسه نیلز بور در کپنهاگ، گفت: "هیچکس انتظار نداشت که انفجار به این شکل باشد. کروی بودن آن مانند یک توپ منطقی نیست. اما محاسبات ما به وضوح نشان می دهد که چنین است. " در بیانیه ای گفته شد (در برگه جدید باز می شود) .

نویسنده اصلی مطالعه، آلبرت اسنپن، دکترای. دانشجوی موسسه نیلز بور توضیح داد که چرا کشف یک شکل کروی برای کیلونووا 2017 بسیار غیرمنتظره بود. او توضیح داد: "شما دو ستاره فوق فشرده دارید که قبل از سقوط، 100 بار در ثانیه به دور یکدیگر می چرخند." شهود ما و همه مدل‌های قبلی می‌گویند که ابر انفجاری که در اثر برخورد ایجاد می‌شود باید شکلی صاف و نسبتاً نامتقارن داشته باشد.

شکل کروی کیلونووا به محققان نشان می دهد که ممکن است زمانی که دو ستاره نوترونی با هم مارپیچی می شوند و ادغام می شوند، فیزیک غیرمنتظره ای در کار باشد.

اسنپن گفت: محتمل ترین راه برای کروی شدن انفجار این است که مقدار زیادی انرژی از مرکز انفجار خارج شود و شکلی را صاف کند که در غیر این صورت نامتقارن بود. پس شکل کروی به ما می گوید که احتمالاً انرژی زیادی در هسته برخورد وجود دارد که پیش بینی نشده بود.

این تیم فکر می کند که راز شکل کروی کیلونووا ممکن است در وجود مختصر ستاره نوترونی پرجرم ایجاد شده از ادغام و فروپاشی سریع آن به یک سیاهچاله پنهان باشد.

واتسون گفت: "شاید نوعی "بمب مغناطیسی" در لحظه ای ایجاد شود که انرژی حاصل از میدان مغناطیسی عظیم ستاره نوترونی پرجرم آزاد می شود که ستاره در یک سیاهچاله فرو می ریزد. آزاد شدن انرژی مغناطیسی می‌تواند باعث شود که ماده در انفجار به صورت کروی‌تر توزیع شود. در این صورت، تولد سیاه‌چاله ممکن است بسیار پرانرژی باشد.

در حالی که این نظریه ممکن است شکل کروی کیلونووا را توضیح دهد، اما نمی تواند ویژگی غیرمنتظره دیگری را که توسط اخترفیزیکدانان مشاهده شده است، توضیح دهد.

مطالب مرتبط: سیاهچاله های جهان (تصاویر)

کیلونوواها چگونه "ثروت را پخش می کنند؟"

مدل‌های قبلی کیلونوواها پیشنهاد کرده بودند که تمام عناصری که جعل می‌کنند باید از آهن سنگین‌تر باشند. عناصر بسیار سنگین مانند طلا یا اورانیوم باید در نقاط مختلف کیلونووا نسبت به عناصر نسبتاً سبکتر مانند استرانسیم یا کریپتون ایجاد شوند. این عناصر سبک‌تر و سنگین‌تر نیز باید توسط انفجار عظیم از فضا در جهات مختلف پرتاب شوند.

اما وقتی به کیلونووا 2017 نگاه کردند، تیم فقط عناصر سبک‌تر را یافتند و همچنین مشاهده کردند که آنها به طور مساوی در سراسر فضا توزیع شده‌اند. محققان بر این باورند که نوترینوها ، ذرات بنیادی شبح‌واری که فقط به طور ضعیفی با ماده برهمکنش می‌کنند، می‌توانند مسئول این جنبه غیرمنتظره از مشاهدات آنها باشند.

اسنپن او میگوید : «یک ایده جایگزین این است که در میلی‌ثانیه‌هایی که ستاره نوترونی پرجرم زندگی می‌کند، بسیار قدرتمند ساطع می‌کند که احتمالاً شامل تعداد زیادی نوترینو می‌شود.» نوترینوها می‌توانند باعث شوند که نوترون‌ها به پروتون و الکترون تبدیل شوند و در نتیجه عناصر سبک‌تری به طور کلی ایجاد کنند.

کشف کروی بودن انفجارهای کیلونووا همچنین می تواند به روشن کردن انرژی تاریک کمک کند، نیروی اسرارآمیزی که حدود 70 درصد از کل محتوای انرژی-ماده کیهان را تشکیل می دهد و ظاهراً انبساط پرشتاب جهان را هدایت می کند.

در حال حاضر، بین اندازه‌گیری‌های سرعت انبساط جهانی که با رصد ابرنواخترهای دوردست، انفجارهای کیهانی که هنگام مرگ ستاره‌ها اتفاق می‌افتند، و پیش‌بینی‌های این سرعت که در فیزیک ذرات انجام می‌شود، تفاوت زیادی وجود دارد.

اسنپن توضیح داد: "در میان اخترفیزیکدانان، بحث های زیادی در مورد سرعت انبساط جهان وجود دارد. سرعت، از جمله موارد دیگر، به ما می گوید که کیهان چقدر قدیمی است. " و دو روشی که برای اندازه‌گیری آن وجود دارد حدود یک میلیارد سال با هم اختلاف نظر دارند. در اینجا ممکن است روش سومی داشته باشیم که می‌تواند مکمل و در مقابل اندازه‌گیری‌های دیگر آزمایش شود.

دانستن شکل کیلونوا برای تبدیل این رویدادهای کیهانی به یک چوب اندازه گیری حیاتی است. این به این دلیل است که جسمی که غیرکروی است، بر اساس زاویه ای که به آن نگاه می شود، نور را در جهت های مختلف ساطع می کند، در حالی که یک انفجار کروی بدون توجه به جهت، تابش یکنواخت تری می دهد. این می تواند به دقت بسیار بیشتری در هنگام اندازه گیری فواصل کیهانی و در نتیجه استنباط سرعت انبساط جهان و سرعت شتاب آن منجر شود.

تیم مطالعه بيان کرد که قبل از استفاده از کیلونوواها به عنوان ابزار اندازه گیری به این روش، باید به سؤالات باقی مانده که توسط این کشف مطرح می شود پاسخ داده شود - به این معنی که مشاهدات بیشتری از ادغام ستاره های نوترونی مورد نیاز است.

آنها امیدوارند که ادامه کار رصدخانه های امواج گرانشی مانند رصدخانه امواج گرانشی تداخل سنج لیزری، یا به اختصار LIGO ، که امواج ریز در بافت فضا را ردیابی می کند، امکان انجام این مشاهدات کیلونوا را فراهم کند.

مطالعه جدید به صورت آنلاین در 15 فوریه در مجله Nature منتشر شد (در برگه جدید باز می شود) . (در برگه جدید باز می شود)

ما را در توییتر @Spacedotcom (در برگه جدید باز می شود) یا در فیس بوک (در برگه جدید باز می شود) دنبال کنید .