Credit: Peter Jurik/Adobe Stock
کشف پرجرم‌ترین ستاره نوترونی که تاکنون مشاهده شده
ستاره شناسان بزرگترین ستاره نوترونی که تاکنون مشاهده شده را کشف کرده‌اند، این تپ‌اختر چرخان ۴۶۰۰ سال نوری از زمین فاصله دارد. این ستاره نوترونی از دیدگاه نظری بیشترین جرم ممکن را دارد به گونه‌ای که در مرز نابودی است.
به گزارش علمی‌ها و به نقل از Sciencedaily، ستاره‌های نوترون بقایای فشرده ستارگان عظیم از بین رفته و باقیمانده ابرنواخترها بوده که متراکم‌ترین اشیاء عادی شناخته شده در جهان هستند. (سیاهچالهها از نظر فنی متراکم‌تر هستند، اما غیرعادی هستند.) به اندازه یک حبه قند از ماده ستاره نوترونی ۱۰۰ میلیون تن وزن دارد که تقریباً برابر با وزن تمام انسان‌های زمین است.
گرچه ستاره شناسان و فیزیکدانان دهه‌ها درباره ستاره‌های نوترونی تحقیق کرده‌اند اما اسرار بسیاری در مورد ماهیت داخلی آنها وجود دارد: آیا نوترون‌های خرد شده تبدیل به ابرشاره (Superfluid) شده و آزادانه جریان می‌یابند؟ در یک تحقیق جدید با استفاده از تلسکوپ رادیویی گرین بانک (Green Bank Telescope) ما را به کشف پاسخ این سوالات نزدیک کرده‌اند.
محققان مرکز فیزیک NANOGrav، دریافتند که ستاره نوترونی J0740 + 6620 هنگام چرخش پالسارهای میلی‌ثانیه‌ای از خود ساطع کرده و پرجرم‌ترین ستاره نوترونی است که تاکنون اندازه‌گیری شده است، به گونه‌ای که ۲٫۱۷ برابر خورشید ما جرم داشته و درون کره‌ای با قطر ۳۰ کیلومتر قرار دارد. این اندازه‌گیری نزدیک به محدوده‌ای است که در آن یک جسم بدون اینکه در خود فرپاشی کند، می‌تواند به یک سیاه‌چاله تبدیل شود. مطالعات اخیر که شامل مشاهدات امواج گرانشی حاصل از برخورد ستاره‌های نوترونی توسط آشکارساز لایگو (LIGO) است، نشان می‌دهد که جرم ۲٫۱۷ برابر خورشید ممکن است بسیار نزدیک به این حد باشند.
بیشتر بخوانید: ثبت امواج گرانشی حاصل از بلعیدن یک ستاره نوترونی توسط سیاه‌چاله
کروماریت (Cromartie) از دانشگاه ویرجینیا و رصدخانه ملی رادیویی در شارتوتلسویل (Charlottesville) ویرجینیا می‌گوید: ستاره‌های نوترونی به همان اندازه که جذاب هستند، اسرارآمیز نیز هستند. این اجسام که به اندازه یک شهر هستند، اساساً هسته‌های اتمی غول پیکری هستند. جرم آنها آنقدر زیاد است که درون آنها خواص عجیب و غریبی به خود می‌گیرد.
به دلیل اینکه پرتوهای دوقلوی امواج رادیویی که از قطب‌های مغناطیسی ستاره‌های نوترونی ساطع می‌شود به آنها تپ‌اختر (Pulsar) می‌گویند. این پرتوها در فضا همانند یک فانوس دریایی عمل می‌کنند. برخی از آنها در هر ثانیه صدها بار به دور خود می‌چرخند. از آنجا که تپ‌اخترها با چنین سرعت و نظم فوق‌العاده‌ای می‌چرخند، ستاره شناسان می‌توانند از آنها به عنوان ساعت‌های اتمی کیهانی استفاده کنند.
چنین زمان دقیقی به ستاره شناسان کمک می‌کند تا ماهیت فضا را مورد مطالعه قرار داده، جرم اشیاء ستاره‌ای را بسنجند و درک خود را از نسبیت عام (General Relativity) بهبود دهند. در مورد این سیستم ستاره دوتایی، این دقت کیهانی مسیری برای اخترشناسان فراهم کرد تا بتوانند جرم این دو ستاره را محاسبه کنند.
در حالیکه این تپ‌اختر از پشت کوتوله سفید همراه خود می‌گذرد، یک تأخیر بسیار کوتاه (در حد ۱۰ میلیونیم ثانیه) هنگام دریافت سیگنال‌ها به وجود می‌آید. این پدیده با عنوان تأخیر شاپیرو (Shapiro Delay) شناخته می‌شود. در اصل جاذبه کوتوله سفید، مطابق با تئوری نسبیت عام انیشتین باعث انحنای فضای اطراف می‌شود. این انحنا به این معنی است که پالس‌های ستاره نوترونی در حال چرخش به خاطر خمیدگی ناشی از کوتوله سفید باید کمی دورتر حرکت کنند.
ستاره شناسان می‌توانند از مقدار تأخیر شاپیرو برای محاسبه جرم کوتوله سفید استفاده کنند. هنگامی که جرم یکی از اجسام در حال چرخش شناخته شود، تعیین جرم جسم دیگر فرآیند نسبتاً ساده‌ای است.
بیشتر بخوانید: ۱۰ مورد از عجیب ترین اشیاء کیهانی