قد تؤثر الذبذبات المميزة للنجوم النيوترونية الثنائية -قبل اندماجها مباشرةً- تأثيرًا كبيرًا في الرؤى التي قد يستخلصها العلماء من الكشف عن موجات الجاذبية.
بيّن باحثون من جامعة برمنغهام طريقة تأثير هذه الذبذبات الناجمة عن التفاعلات بين حقول المد والجزر المتولدة عند اقتراب النجمين من بعضهما في عمليات مراقبة موجات الجاذبية. نُشرت الدراسة في مجلة فيزيكال ريفيو ليترز.
قد يغير وضع هذه التحركات في الحسبان فهمنا للبيانات التي جمعتها أجهزة مرصد فيرغو ومرصد ليغو المتقدمة بصورة كبيرة. فقد أُنشئت أجهزة فيرغو وليغو للكشف عن موجات الجاذبية، وهي عبارة عن تموجات في الزمكان تنتج عن اندماج الثقوب السوداء مع النجوم النيوترونية.
يسعى الباحثون إلى إعداد نموذج جديد جاهز لجولة المراقبة القادمة التي ستنفذها أجهزة مرصد ليغو المتقدمة، إضافةً إلى نماذج أكثر تطورًا للجيل القادم من أجهزة ليغو المتقدمة تسمى A+، ومن المقرر أن تبدأ أولى جولاتها عام 2025.
وجه العلماء تركيزهم نحو تعزيز فهمهم للتصادمات الهائلة التي تخلق إشارات موجات الجاذبية هذه، ومن ضمنها فيزياء النجم النيوتروني عند كثافة فوق نووية، وذلك منذ أن كشف تعاون ليغو العلمي وتعاون فيرجو عام 2016 عن أولى تلك الموجات.
قال مؤلف الورقة البحثية الرئيسي من مؤسسة علم فلك موجات الجاذبية في جامعة برمنغهام، الدكتور جيرانت براتن: «قد يحصل العلماء الآن على معلومات بالغة الأهمية حول النجوم النيوترونية مستفيدين من آخر عمليات الكشف عن موجات الجاذبية، فمثلًا تزودنا بعض التفاصيل -مثل العلاقة بين كتلة النجم ونصف قطره- برؤية هامة جدًا للفيزياء الأساسية المكونة للنجوم النيوترونية. قد يصبح كامل فهمنا لبنية النجم النيوتروني متحيزًا بشدة إذا أهملنا هذه التأثيرات الإضافية».
قالت المؤلفة المشاركة والأستاذة المساعدة من مؤسسة علم فلك موجات الجاذبية، باتريشيا شميدت مضيفةً: «تُعد هذه التحسينات هامةً جدًا، إذ يُتيح لنا النظر داخل النجوم النيوترونية الوحيدة إمكانية فهم ما يحدث عميقًا داخل نواة النجم حيث توجد المادة بدرجات حرارة وكثافات يستحيل خلقها في التجارب الأرضية. قد نبدأ الآن برؤية الذرات تتفاعل مع بعضها بطرق لم نشاهدها من قبل، الأمر الذي قد يتطلب وجود قوانين فيزياء جديدة».
تمثل التحسينات التي وضعها الفريق آخر مساهمات جامعة برمنغهام في برنامج ليغو المتقدم. شارك باحثون من مؤسسة علم فلك موجات الجاذبية التابعة للجامعة في تصميم أجهزة الكشف وتطويرها بصورة كبيرة منذ مراحل البرنامج الأولى. تحرز الآن طالبة الدكتوراه ناتالي ويليامز تقدمًا كبيرًا بالعمل على الحسابات لتحسين النماذج الجديدة وضبطها بصورة أفضل.
اقرأ أيضًا:
اكتشاف ست موجات جاذبية جديدة خلال ستة أشهر فقط!
باحثون يرصدون اندماج ثقبين أسودين في محاولة لفهم تأثير موجات الجاذبية
ترجمة: ربيع شحود
تدقيق: ميرفت الضاهر
