قد يكون اصطدام نجم نيوتروني قد أطلق انفجارًا راديويًا سريعًا

قد يكون تراكم النجوم النيوترونية قد أطلق نوعين مختلفين من الإشارات الكونية: تموجات في الزمكان تُعرف باسم موجات الجاذبية ومضة قصيرة من الطاقة تسمى انفجار راديو سريع.

التقط أحد الكاشفات الثلاثة التي تشكل مرصد الموجات الثقالية LIGO إشارة من تصادم كوني في 25 أبريل 2019. بعد حوالي 2.5 ساعة ، التقط كاشف انفجار لاسلكي سريع إشارة من نفس منطقة السماء، تقرير الباحثون 27 مارس في علم الفلك الطبيعي.

إذا تم تعزيز هذا الاكتشاف من خلال المزيد من الملاحظات ، يمكن أن يعزز الاكتشاف النظرية القائلة بأن الانفجارات الراديوية السريعة الغامضة لها أصول متعددة – واندماجات النجوم النيوترونية هي واحدة منها.

تقول عالمة الفيزياء الفلكية ألكسندرا مورويانو ، التي رصدت الاندماج وعواقبه أثناء وجودها في جامعة أستراليا الغربية في بيرث: “نحن متأكدون بنسبة 99.5 بالمائة” من أن الإشارتين جاءت من نفس الحدث. “نريد أن نكون متأكدين بنسبة 99.999 بالمائة.”

لسوء الحظ ، لم يلتقط كاشفان آخران من LIGO الإشارة ، لذلك من المستحيل تحديد موقعها بدقة. يقول Moroianu: “على الرغم من أنها ليست ملاحظة ملموسة وقوية لشيء تم افتراضه على مدى عقد من الزمان ، إلا أنه أول دليل لدينا”. “إذا كان هذا صحيحًا … فستكون طفرة كبيرة في علوم انفجار الراديو السريع.”

انفجارات راديو غامضة

اكتشف علماء الفلك أكثر من 600 نبضة راديوية سريعة ، أو FRBs ، منذ عام 2007. وعلى الرغم من ترددها ، فإن الأسباب لا تزال غامضة. أحد المرشحين الرئيسيين هو أ نجم نيوتروني ممغنط للغاية يسمى نجم مغناطيسي، والتي يمكن أن تُترك بعد انفجار نجم ضخم (SN: 6/4/20). لكن بعض FRBs يبدو أن يتكرر، في حين أن البعض الآخر يبدو أحداثًا لمرة واحدة ، مما يشير إلى وجود أكثر من طريقة لإنتاجها (SN: 2/7/20).

تساءل المنظرون عما إذا كان التصادم بين نجمين نيوترونيين يمكن أن يؤدي إلى إطلاق FRB فريد ، قبل أن ينتج عن حطام الاصطدام ثقبًا أسود. مثل هذا التحطيم ينبغي تنبعث منها موجات الجاذبية، أيضاً (SN: 10/16/17).

بحث Moroianu وزملاؤه في البيانات المؤرشفة من LIGO والتجربة الكندية لرسم خرائط كثافة الهيدروجين ، أو CHIME ، وهو كاشف سريع للانفجار الراديوي في كولومبيا البريطانية ، لمعرفة ما إذا كانت أي من إشاراتهم مصطفة. وجد الفريق اقترانًا واحدًا من المرشحين: GW190425 و FRB20190425A.

على الرغم من أن الموجة الثقالية تم التقاطها فقط بواسطة كاشف LIGO في ليفينجستون ، لوس أنجلوس ، فقد اكتشف الفريق إشارات أخرى توحي بأن الإشارات مرتبطة. جاء كل من FRB وموجات الجاذبية من نفس المسافة ، حوالي 370 مليون سنة ضوئية من الأرض. كانت موجات الجاذبية من اندماج النجوم النيوتروني الوحيد الذي رصده LIGO في مسار المراقبة هذا ، وكان FRB ساطعًا بشكل خاص. قد يكون هناك انفجار لأشعة جاما في نفس الوقت ، وفقًا لبيانات الأقمار الصناعية – وهو تأثير آخر لاحقة لدمج نجم نيوتروني.

يقول Moroianu: “يشير كل شيء إلى أن هذا هو مزيج مثير جدًا للاهتمام من الإشارات”. تقول إن الأمر أشبه بمشاهدة دراما عن الجريمة على شاشة التلفزيون: “لديك الكثير من الأدلة على أن أي شخص يشاهد البرنامج التلفزيوني سيكون مثل ،” أوه ، أعتقد أنه فعل ذلك. ” لكن هذا لا يكفي لإقناع المحكمة “.

أسرار النجم النيوتروني

على الرغم من عدم اليقين ، فإن هذا الاكتشاف له آثار مثيرة ، كما تقول عالمة الفيزياء الفلكية أليساندرا كورسي من جامعة تكساس للتكنولوجيا في لوبوك. أحدها هو احتمال اندماج نجمين نيوترونيين في نجم نيوتروني واحد فائق الكتلة دون الانهيار على الفور في ثقب أسود. يقول كورسي ، الذي لم يشارك في العمل الجديد: “هناك هذا الخط الفاصل الغامض بين النجم النيوتروني وما هو الثقب الأسود”.

في عام 2013 ، اقترح عالم الفيزياء الفلكية بينج زانج من جامعة نيفادا في لاس فيجاس ذلك يمكن أن يؤدي تحطم نجم نيوتروني إلى إنشاء نجم نيوتروني فائق الكتلة يتأرجح على حافة الثبات لبضع ساعات قبل أن ينهار في ثقب أسود. في هذه الحالة ، سيتأخر FRB الناتج – تمامًا كما في حالة 2019.

ال أضخم نجم نيوتروني ومع ذلك ، لوحظ أن كتلة الشمس تبلغ حوالي 2.35 مرة ، لكن المنظرين يعتقدون أنها يمكن أن تنمو لتكون حوالي ثلاثة أضعاف كتلة الشمس دون الانهيار (SN: 7/22/22). وبحسب Moroianu وزملاؤه ، فإن النجم النيوتروني الذي كان من الممكن أن يكون ناتجًا عن الاصطدام في عام 2019 سيكون 3.4 كتلة شمسية.

يقول كورسي: “شيء من هذا القبيل ، خاصة إذا تم تأكيده بمزيد من الملاحظات ، سيخبرنا بالتأكيد شيئًا عن كيفية تصرف المادة النيوترونية”. “الشيء الجميل في هذا هو أننا نأمل في اختبار هذا في المستقبل.”

من المتوقع أن يبدأ تشغيل LIGO التالي في مايو. إن كورسي متفائل بأن المزيد من المصادفات بين موجات الجاذبية و FRBs ستظهر ، الآن بعد أن عرف الباحثون البحث عنها. وتقول: “يجب أن يكون هناك مستقبل مشرق أمامنا”.