ستاره شناسان می گویند ستاره نوترونی «اضافی وزن» نظریه سیاهچاله را به چالش می کشد | سیاه چاله ها

ستاره‌شناسان یک ستاره نوترونی اضافه وزن را رصد کرده‌اند که می‌گویند این شی مرموز نظریه‌های نجومی را مخدوش می‌کند.

این ستاره پرجرم از ادغام دو ستاره نوترونی کوچکتر تولید شد. معمولاً چنین برخوردهایی منجر به ستاره‌های نوترونی می‌شود که به قدری پرجرم هستند که در اثر گرانش خود تقریباً فوراً به یک سیاهچاله فرو می‌روند. اما آخرین مشاهدات نشان داد که ستاره هیولا بیش از یک روز در معرض دید قرار داشت و سپس از دید ناپدید شد.

دکتر نوریا جوردانا-میتجانس، ستاره شناس دانشگاه باث، می گوید: «به طور معمول تصور نمی شود که چنین ستاره نوترونی عظیمی با امید به زندگی طولانی امکان پذیر باشد. “این یک راز است که چرا این یکی تا این حد عمر کرد.”

این مشاهدات همچنین سوالاتی را در مورد منبع فلاش های فوق العاده پرانرژی، معروف به انفجارهای کوتاه پرتو گاما (GRBs) که با ادغام ستاره های نوترونی همراه است، ایجاد می کند. این طغیان ها – پرانرژی ترین رویدادهای جهان از زمان مهبانگ – به طور گسترده تصور می شد که از قطب های سیاهچاله تازه تشکیل شده پرتاب می شوند. اما در این مورد، انفجار پرتو گامای مشاهده شده باید از خود ستاره نوترونی نشات گرفته باشد، که نشان می‌دهد فرآیندی کاملاً متفاوت در جریان است.

ستاره‌های نوترونی کوچک‌ترین و متراکم‌ترین ستاره‌های موجود هستند که نقطه شیرینی را بین ستاره‌های معمولی و سیاه‌چاله‌ها اشغال می‌کنند. عرض آنها حدود 12 مایل است و به قدری متراکم هستند که یک قاشق چایخوری از مواد جرمی معادل 1 میلیارد تن دارد. آنها دارای پوسته صافی از نوترون های خالص هستند که 10 میلیارد بار قوی تر از فولاد است.

پروفسور کارول ماندل، ستاره شناس دانشگاه باث و یکی از نویسندگان این مطالعه، می گوید: «آنها چنین اجرام عجیب و غریبی هستند. ما نمی‌توانیم این مواد را جمع‌آوری کنیم و به آزمایشگاه خود برگردانیم، بنابراین تنها راهی که می‌توانیم آن را مطالعه کنیم زمانی است که آنها کاری در آسمان انجام می‌دهند که بتوانیم آن را مشاهده کنیم.»

موندل گفت، در این مورد، به نظر می رسد چیزی مانع ستاره نوترونی شده است که “توجه کند چقدر جرم دارد”. یک احتمال این است که ستاره به قدری سریع و با میدان های مغناطیسی عظیمی در حال چرخش بوده است که فروپاشی آن به تأخیر افتاده است – چیزی شبیه به اینکه چگونه آب در داخل یک سطل کج شده باقی می ماند اگر به اندازه کافی سریع به اطراف بچرخد.

موندل گفت: “این اولین نگاه مستقیمی است که ممکن است ما از یک ستاره نوترونی در حال چرخش پرجرم در طبیعت داشته باشیم.” تصور من این است که تعداد بیشتری از آنها را پیدا خواهیم کرد.

رؤیت های غیرمنتظره با استفاده از رصدخانه سوئیفت نیل گرلز ناسا انجام شد که انفجار اولیه اشعه گاما را از کهکشانی در فاصله 10.6 میلیارد سال نوری از ما شناسایی کرد. یک رصدخانه روباتیک، تلسکوپ لیورپول، واقع در جزایر قناری، سپس به طور خودکار برای مشاهده پیامدهای ادغام چرخید. این مشاهدات نشانه های آشکاری از یک ستاره نوترونی بسیار مغناطیسی شده و به سرعت در حال چرخش را نشان داد.

این نشان می دهد که خود ستاره نوترونی انفجار پرتو گاما را به جای آن که پس از فروپاشی گرانشی آن رخ دهد، پرتاب کرده است. تا به حال، پی بردن به توالی دقیق وقایع دشوار بوده است.

ماندل گفت: «ما هیجان زده بودیم که نور اپتیکی بسیار اولیه را از این انفجار کوتاه پرتو گاما دریافت کنیم – کاری که انجام آن بدون استفاده از تلسکوپ روباتیک هنوز تا حد زیادی غیرممکن است. “کشف ما امید جدیدی را برای بررسی‌های آسمانی آینده با تلسکوپ‌هایی مانند رصدخانه روبین LSST ایجاد می‌کند، که با استفاده از آنها ممکن است سیگنال‌هایی از صدها هزار ستاره نوترونی با عمر طولانی را قبل از فروپاشی و تبدیل شدن به سیاه‌چاله‌ها پیدا کنیم.”

استفانو کووینو، ستاره شناس رصدخانه نجومی بررا در میلان، که در این تحقیق شرکت نداشت، گفت: “تیم شواهدی از وجود یک ستاره نوترونی پرجرم فراپایدار یافتند که یک یافته واقعا مهم است.”

او گفت که این کار می تواند بینش جدیدی در مورد ساختار داخلی ستارگان نوترونی ارائه دهد، که فرض می شود هسته ای از ماده عجیب و غریب دارند، هرچند شکل دقیق آن ناشناخته است.

این یافته ها در مجله Astrophysical منتشر شده است.