ثنائي هالس-تايلور

نباض مزدوج 1913+16 أو بي إس آر 1913+16 (بالإنجليزية: PSR 1913+16) هو نباض عبارة عن نجم نيوتروني يصدر اشعاعا ، وهو يدور مع نجم نيوتروني آخر حول مركز ثقلهما ، مشكلان بذلك نظام نجم مزدوج. رصد النباض المزدوج في أتجاه كوكبة العقاب. النباض بي إس آر 1913+16 هو أول نباض مزدوج يكتشف ، واكتشفه راسل هالس و جوزيف تيلور من جامعة ماساتشوستس في أمهيرست في عام 1974 . وقد أدى اكتشافهم هذا وتحليل نتائج رصدهما إلى حصولهم على جائزة نوبل في الفيزياء في عام 1993 عن : "اكتشاف نوع جديد من النباض ، وهو اكتشاف فتح أمكانيات جديدة لدراسة قوة الجاذبية ".
"
نظام النباض المزدوج هذا يسمى أيضا "نباض مزدوج هالس-تايلور" نسبة إلى مكتشفيه.
النجم النيوتروني هة نجم كثافته عالية جدا جدا لأنه يتكون من نيوترونات فقط ، وهو يشكل المرحلة الأخيرة من عمر نجم عندما ينتهي وقوده من الهيدروجين وينكفيء على نفسه تحت تأثير قوة الجاذبية ، فيصبح نجما نيوترونيا شديد الكثافة . كثافة النجم النيوتروني تعادل تقريبا كثافة نواة الذرة ولكن بحجم هائل جدا إذ أن النجم النيوتروني يتكون من مادة نجم كانت كتلته (قبل انتهاء عمره) تبلغ نحو 4و1 كتلة شمسية . بعض تلك النجوم النيوترونية يصدر شعاعا من قطبه يصل إلى الأرض في هيئة نبضة.

الاكتشاف

اكتشف العالمان هالس و "تايلور" استقبال موجات راديوية نابضة (متقطعة) في التلسكوب الراديوي الذي يقومان بأبحاثهما عليه ، وهو مرصد أرسيبو . بذلك تعرفا على أن مصدر الشعاع الراديوي دوار حول محوره بسرعة كبيرة ، وبأنه لا بد وأن يكون نجم نيوتروني شديد المغناطيسية . يدور هذا النجم النيوتروني حول محوره في 17 ثانية ، واتساع النبضة الآتية منه مقدارها 59 مللي ثانية .
وبمشاهدة النبضات الآتية اتضح أنها تتغير بانتظام ، فأحيانا تكون النبضات مبكرة عن المتوقع وأحيانا أخرى متأخرة . وتبين لهما أن هذا التغير منتظم ويعيد نفسه وذلك كل 75و7 ساعات .
وتحققا من أن تلك الظاهرة هي ظاهرة نجم مزدوج حيث يدور نجمين حول بعضهما البعض . ولم يرصد العالمان نبضات من النجم الثاني ، واعتبرا أن ذلك بسبب أنه يصدر شعاعه بزاوية أخرى بحيث لا تصل إلى الأرض.
لاحظ العالمان أن نبضات النابض تأتي أحيانا 3 ثوان قبل الأخرى مما يشير إلى أن مدار النابض له اتساع يبلغ 3 ثوان ضوئية ، أي يعادل قطر الشمس . ونظرا لكون نظام النجمين نظام ازدواجي ، فيمكن تعيين كتلة كل من النجمين النيوترونيين . وتبين أنهما تقريبا يعادلان من 1 إلى 3 كتلة شمسية . كما تدل المشاهدات عل أن مدار النجمين حول بعضهما البعض يقصر بسبب فقدهما للطاقة في صورة موجات جاذبية ، وهذا ما تنبأت به النظرية النسبية العامة لأينشتاين ، التي صاغها في عام 1919. هذا الفقد في الطاقة يجعل أحد النابضين يصل إلى أوج مداره ينزاح بمقدار 
4º كل سنة . أي أن شكل مدار النابض الأصغر في شكل الوردة rosette وليس دائري تماما .

وصف النظام

يتكون النظام الثنائي من نجمين نيوترونيين أحدهما لا ترى له نبضات . وتبلغ كتلة كل منهما نحو 4و1 كتلة شمسية (1,442 للنابض المرئي و 1,386 كتلة شمسية للغير مرئي ). وهما يدوران حول مركز ثقلهما كل 75و7 ساعة . ينزاح مدار النابض الخفيف (386و1 كتلة شمسية ) بمقدار 4,2° في السنة بسبب الحركة البدارية ، أي أن مداره عبر السنين يكون في شكل زهرة (Rosette) وليس كما هو في الشكل أعلاه.
تكمن أهمية اكتشاف هذا النظام الثنائي في أن العالمان راسل هالس و جوزيف تيلور استطاعا تعيين الانخفاض التدريجي في زمن دورتهما حول بعضهما البعض مع الوقت وهذا دليل غير مباشر على صدور موجات جاذبية منهما طبقا لـ النظرية النسبية العامة . وكان هذا الاكتشاف سببا في حصول العالمين على جائزة نوبل في الفيزياء فيما بعد في عام 1993 .

تأثيرات النسبية

اكتشف العالمان "راسل" و "هالس" النابض المزدوج 1923+16 بواسطة مرصد أرسيبو الذي يرصد الموجات الراديوية من أجرام كونية . ومن مشاهدتهما لدورية الانزياح الزمني لنبضات الإشارات استطاعا تعيين بيانات مدار كل من النجمين . وتسمح حركة جسمين ذوي كتلتين عظيمتين بفحص اثنين من تنبؤات النظرية النسبية العامة والتحقق من صحتهما :