ثنائي نجوم نيترونيه

أحيانًا ما تغدق علينا الطبيعة بسخاء؛ في يوم 17 أغسطس 2017،  دار جِسمان من البقايا النجمية المدمجة - ويُطلق على مِثْلهما اسم "النجوم النيوترونية" - معًا في مسار حلزوني، على بُعد حوالي 40 مليون فرسخ نجمي (130 مليون سنة ضوئية)1. ويُقال أن ذلك الحدث المسمى GW170817 يقدِّم لنا كنزًا، أعظم حتى من اندماج الثقوب السوداء، إذ نتجت عنه موجات جاذبية وإشعاعات كهرومغناطيسية. تم رصد الحدث في نطاق أشعة جاما6، ورُصد أيضًا - كما ورد في خمسة أبحاث علميه،نشرت مؤخرا في نطاقات الأشعة السينية، والضوء البصري، والأشعة تحت الحمراء. ونتيجة لذلك.. يطرح هذا الحدث  اختبارات لنظريات الجاذبية البديلة، كما يحدد مصدرًا واضحًا لإنفجار كوني يُعرف باسم "انفجار أشعة جاما"، ويقدم دليلًا قويًّا على مسار تكوين بعض العناصر الثقيلة على الأقل في الكون (أثقل بكثير من الحديد).
إنّ رصد موجات الجاذبية الناجمة عن اندماج نظام ثنائي من النجوم النيوترونية يُعَدّ مصدرًا غنيًّا بالمعلومات المفيدة. وعلى عكس الثقوب السوداء، تَفتقِر النجوم النيوترونية إلى آفاق الحدث، وهي الحدود الفاصلة التي لا يمكن أن تهرب منها أيّ مادة، أو طاقة. وبالتالي، فإن تحليل موجات الجاذبية الناتجة عن اندماج نجوم نيوترونية يمكنه أن يُسهِّل إجراء اختبارات كانت مستحيلة من قَبل على نظريات الجاذبية البديلة، التي تختلف عن نظرية النسبية العامة لآينشتاين فقط في حالة وجود المادة
وما يجعل الحدث GW170817 أكثر إثارة هو انبعاث موجات كهرومغناطيسية قوية مصاحِبة ويعني ذلك أنه أصبح من المم رَصْد موجات الجاذبية ببقية أجزاء علم الفلك. وقد كان شرف اكتشاف أول إشارة كهرومغناطيسية تم الإعلان عنها من نصيب مراقِب انفجار أشعة جاما، الموجود على متن تليسكوب فيرمي الفضائي لأشعة جاما، التابع لوكالة ناسا, بشكل مستقل تمامًا عن عملية رصد موجات الجاذبية ومضة أشعة جاما انبعثت بعد ثانيتين فقط من اندماج النجوم النيوترونيه ،تتفق خصائص هذه الومضة عمومًا مع خصائص الانفجارات القصيرة لأشعة جاما، التي كان يُعتقد - لوقت طويل - في ارتباطها بعمليات اندماج النجوم النيوترونيه، وما يؤكد على أن الحدث  GW170817 كان بمثابة ضربة حظ سعيدة، هو أنه قد وقع على مسافة أقرب من الأرض بأكثر من عشر مرات من أي انفجار لأشعة جاما تم قياسه من قبل؛ ما سيجعل دراسته أسهل.

اكتشاف النجم النيوتروني

في عام 1932 اكتشف السير جيمس شادويك James Chadwick النيترون كجزيء للمادة ولذلك حصل على جائزة نوبل في الفيزياء عام 1935.
في العام 1931,أي قبل اكتشاف النيترون بعام، طرح ليو دافيدوفيتش لنداو Lew Dawidowitsch Landau بشكل نظري وجود النجوم النيترونية. وفي العام 1933 بحث فالتر بادي وفريتز زفيكي النجوم النيترونية. ووصفوها، بشكل نظري على أساس نظرية ولادة النجوم، على أنها الشكل النهائي لتطور النجم.

كيفية اكتشاف النجوم النيترونيه عن طريق موجات الجاذبيه

تم رصد موجات جاذبية صادرة عن اندماج نجمين نيوترونيين. وعلى عكس الاكتشافات السابقة لموجات الجاذبي، فقد تم رصد هذا الحدث عبر الطيف الكهرومغناطيسي. رصد تليسكوب "فيرمي" الفضائي لأشعة جاما ومضة من أشعة جاما، بعد ثانيتين فقط من عملية اندماج النجمين النيوترونيي. وتتوافق تلك الومضة مع انفجار كوني، يُدعى "انفجار أشعة جاما"، يَنتُج عن نفثة من مواد مقذوفة محاذية بإحكام، رُصدت من اتجاه آخر.. وبالإضافة إلى ذلك.. أوردت خمسة أبحاث انبعاث أشعة سينية، وضوء بصري، وأشعة تحت حمراء من النجوم النيوترونية المندمجة. ويُعتقد أن المستوى الأعلى من الانبعاث للأشعة السينية والضوء البصري كان ناتجًا من مواد مقذوفة بشكل عمودي تقريبًا على المستوى المداري للنظام الثنائي الأصلي. وعلى عكس ذلك.. يُعتقد أن المستوى الأعلى من الأشعة تحت الحمراء  ناتج من مواد مقذوفة على مسافة أقرب من المستوى المداري. 
على عكس اكتشافات موجات الجاذبية الثلاثة الأولى كاشف موجات الجاذبية "فيرجو" (Virgo)، وكذلك مرصد قياس تداخل موجات الجاذبية بالليزر "ليجو" (LIGO)يعملان وقت وقوع حدث GW170817. يقع كاشف "فيرجو" خارج مدينة بيزا في إيطاليا، وقد ساعدت المسافة التي يبعدها عن كواشف "ليجو" الكائنة في الولايات المتحدة -في مواقع بها، على تحديد موقع الحدث في السماء، بنسبة شك تبلغ حوالي 30 درجة مربعه، مقارنة بـ600 درجة مربعة - أو أكثر - لأول ثلاثة اكتشافات
وقد تَبعَت اكتشاف الحدث GW170817 حملةُ متابَعة ناجحة بشكل كبير جدًّا، وردت نتائجها في البحوث المنشورة مؤخرًا،وعلى سبيل المثال، يبدو بعض انفجارات أشعة جاما شديدًا للغاية، نسبةً إلى المسافة التي تبعدها عن الأرض. كما تشير نماذج راسخة إلى أننا نرصد الأشعة بتلك الدرجة من الشدة، بسبب أن خطَّ بصرنا قريب من محور نفثة محاذية بإحكام من مواد تتحرك بسرعة تقترب من سرعة الضوء، في حين أن أشعة جاما المنبعثة من الحدث GW170817 ضعيفة بشكل ملحوظ. وقد استخدم العلماء  بيانات من مرصد تشاندرا الفضائي للأشعة السينية، لإظهار أنه يمكن فَهْم ذلك، إذا ما كنا نراقب الأمر بعيدًا عن محور النفثة المرتبطة بالحدث. ومن شأن ذلك أن يطرح احتمالًا مثيرًا للاهتمام، هو أننا نرى العديد من انفجارات أشعة جاما تبدو خافتة، ليس لأنها قادمة من على بُعد، لكنْ لأننا نرصدها من زاوية غير مواتية.

المراجع

^ Glendenning، Norman K. (2012). Compact Stars: Nuclear Physics, Particle Physics and General Relativity (الطبعة illustrated). Springer Science & Business Media. صفحة 1. ISBN 978-1-4684-0491-3. Extract of page 1
^ أ ب ت موجات الجاذبية والأسئلة الكونية الستة التي تعالجها، مقال مترجم من موقع الأمريكي العلمي في موقع العلوم الحقيقية.
https://arabicedition.nature.com/https://ar.m.wikipedia.org/