تكشف موجات الجاذبية عن تفاعلات خفية في الفضاء

يُظهر تحليل الإشارة GW230529 التي التقطها مرصد LIGO أنها نشأت من اندماج جسمين مدمجين، أحدهما كتلته تتراوح بين 1.2 و2.0 مرة كتلة الشمس والآخر كتلته أكبر قليلاً من ضعف الكتلة الأولى.

إن اندماج واندماج ثقب أسود من أسفل فجوة الكتلة (السطح باللون الرمادي الداكن) مع نجم نيوتروني بألوان تتراوح من الأزرق الداكن (60 جم/سم600) إلى الأبيض (XNUMX كجم/سمXNUMX) يؤكد التشوهات القوية للنجم النيوتروني. المادة منخفضة الكثافة للنجم النيوتروني الائتمان: I. Markin (جامعة بوتسدام)، T. Dietrich (جامعة بوتسدام ومعهد ماكس بلانك لفيزياء الجاذبية)، H. Pfeiffer، A. Buonanno (معهد ماكس بلانك لفيزياء الجاذبية)
إن اندماج واندماج ثقب أسود من أسفل فجوة الكتلة (السطح باللون الرمادي الداكن) مع نجم نيوتروني بألوان تتراوح من الأزرق الداكن (60 جم/سم600) إلى الأبيض (XNUMX كجم/سمXNUMX) يؤكد التشوهات القوية للنجم النيوتروني. المادة منخفضة الكثافة للنجم النيوتروني الائتمان: I. Markin (جامعة بوتسدام)، T. Dietrich (جامعة بوتسدام ومعهد ماكس بلانك لفيزياء الجاذبية)، H. Pfeiffer، A. Buonanno (معهد ماكس بلانك لفيزياء الجاذبية)

ساعد باحثون من معهد علم الكونيات والجاذبية (ICG) بجامعة بورتسموث في اكتشاف إشارة موجة جاذبية مذهلة، والتي يمكن أن تكون المفتاح لحل لغز كوني. ويعد هذا الاكتشاف أحد أحدث النتائج التي أعلن عنها تعاون LIGO-Virgo-KAGRA الذي يهدف إلى اكتشاف موجات الجاذبية واستخدامها لدراسة أساسيات العلوم ومن بين الأوائل في الجولة الرابعة للكاشفات.

في مايو 2023، بعد وقت قصير من بدء وقت الرصد الرابع لـ LIGO-Virgo-KAGRA، اكتشف كاشف ليفينغستون التابع لـ LIGO في لويزيانا إشارة موجة جاذبية من اصطدام نجم نيوتروني (على الأرجح) بجسم مضغوط كتلته 2.5 إلى 4.5 أضعاف كتلة الشمس. شمسنا.

النجوم النيوترونية والثقوب السوداء كلاهما أجسام مضغوطة، وهي بقايا كثيفة من الانفجارات النجمية الضخمة. والأمر المثير للاهتمام في هذه الإشارة، المسماة GW230529، هو كتلة الجسم الأثقل. وهو يقع في نطاق الفجوة الكتلية المحتملة بين أثقل النجوم النيوترونية المعروفة وأخف الثقوب السوداء. لا يمكن لإشارة موجة الجاذبية وحدها أن تكشف طبيعة هذا الجسم. الاكتشافات المستقبلية لأحداث مماثلة، وخاصة تلك المصحوبة بدفقات من إشعاع AM، يمكن أن تساعد في الإجابة على هذا السؤال.

وقالت الدكتورة جيس ماكيفر، نائب المتحدث باسم مؤسسة LIGO Science Collaboration: "يكشف هذا الاكتشاف أن معدل الاصطدامات المماثلة بين النجوم النيوترونية والثقوب السوداء منخفضة الكتلة قد يكون أكبر مما كان يعتقد سابقًا".

لم يتمكن سوى كاشف واحد لموجات الجاذبية من رؤية هذا الحدث، لذا من الصعب تقييم ما إذا كان حقيقيًا أم لا.

وتظهر الصورة اندماج ثقب أسود من أسفل فجوة الكتلة (السطح باللون الرمادي الداكن) مع نجم نيوتروني تتراوح ألوانه بين البرتقالي الداكن (مليون طن لكل متر مكعب) إلى الأبيض (600 مليون طن لكل متر مكعب). يتم تمثيل إشارة موجة الجاذبية بسلسلة من قيم السعة المتعدية للاستقطاب الإيجابي باستخدام الألوان من الأزرق الداكن إلى السماوي. ائتمان: آي. ماركين (جامعة بوتسدام)، تي. ديتريش (جامعة بوتسدام ومعهد ماكس بلانك لفيزياء الجاذبية)، إتش. فايفر، أ. بونانو (معهد ماكس بلانك لفيزياء الجاذبية)
وتظهر الصورة اندماج ثقب أسود من أسفل فجوة الكتلة (السطح باللون الرمادي الداكن) مع نجم نيوتروني تتراوح ألوانه بين البرتقالي الداكن (مليون طن لكل متر مكعب) إلى الأبيض (600 مليون طن لكل متر مكعب). يتم تمثيل إشارة موجة الجاذبية بسلسلة من قيم السعة المتعدية للاستقطاب الإيجابي باستخدام الألوان من الأزرق الداكن إلى السماوي. ائتمان: آي. ماركين (جامعة بوتسدام)، تي. ديتريش (جامعة بوتسدام ومعهد ماكس بلانك لفيزياء الجاذبية)، إتش. فايفر، أ. بونانو (معهد ماكس بلانك لفيزياء الجاذبية)

وقام الدكتور غاريث سيبورن ديفيز، مهندس البرمجيات في ICG، بتطوير الأدوات المستخدمة للبحث عن الأحداث في كاشف واحد: "يعد التحقق من الأحداث من خلال رؤيتها في أجهزة كشف متعددة أحد أقوى أدواتنا في فصل الإشارة عن الضوضاء. وباستخدام النماذج المناسبة لضوضاء الخلفية، يمكننا الحكم على حدث ما حتى عندما لا يكون لدينا كاشف آخر لدعم ما رأيناه."

قبل اكتشاف موجات الجاذبية في عام 2015، تم العثور على كتل الثقوب السوداء النجمية بشكل رئيسي من خلال عمليات رصد الأشعة السينية، وتم العثور على كتل النجوم النيوترونية من خلال عمليات الرصد الراديوي. تم إجراء القياسات الناتجة في منطقتين منفصلتين مع وجود فجوة بينهما، تتراوح كتلة شمسنا تقريبًا بين ضعفين وخمسة أضعاف. على مر السنين، اخترق عدد صغير من القياسات الفجوة الكتلية، والتي لا يزال علماء الفيزياء الفلكية يناقشونها.

يُظهر تحليل الإشارة GW230529 أنها نشأت من اندماج جسمين مدمجين، أحدهما كتلته تتراوح بين 1.2 و2.0 مرة كتلة الشمس والآخر كتلته أكبر بقليل من ضعف كتلة الأول.

المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:

الردود 3

ترك الرد

لن يتم نشر البريد الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها *

يستخدم هذا الموقع Akismat لمنع الرسائل غير المرغوب فيها. انقر هنا لمعرفة كيفية معالجة بيانات الرد الخاصة بك.