باستخدام عمليات المحاكاة ، قرر فريق من علماء الفيزياء الفلكية أن الحطام الذي تقذفه النجوم المحتضرة يمكن أن يكون مصدر موجات الجاذبية - تموجات في الزمكان تنبأ بها أينشتاين منذ أكثر من قرن.
الجاذبية تتنبأ نظرية النسبية العامة بالموجات ، إنها تموجات في الزمكان تولدها أجسام ضخمة تتسارع. يتم إنشاء الموجات أيضًا من خلال تفاعلات كائنات مثل الثنائيات والاندماجات بين النجوم النيوترونية والثقوب السوداء.
تم اكتشاف موجات الجاذبية لأول مرة بواسطة مرصد الليزر لموجات الجاذبية التداخلية (LIGO) ، ومقره في لويزيانا وواشنطن. يكتشف LIGO موجات الجاذبية عن طريق قياس الاختلافات الدقيقة في توقيت نبضات الليزر التي تضرب المرايا في الهياكل تحت الأرض ؛ تشير هذه الاختلافات إلى أن النبضات في الزمكان تؤخر نبضات الليزر قليلاً.
الآن ، يقترح فريق من الباحثين أن نوعًا جديدًا من الموجات ربما ينبض في الفضاء لم يتم اكتشافه بعد: موجات الجاذبية التي تنتجها المادة المنبعثة من النجوم المحتضرة. تم تقديم بحثهم اليوم في الاجتماع 242 للجمعية الفلكية الأمريكية.
قال أور غوتليب ، عالم الفيزياء الفلكية في جامعة نورث وسترن والمؤلف الرئيسي للدراسة ، في نورث وسترن: "حتى الآن ، لم يكتشف ليجو سوى موجات الجاذبية من الأنظمة الثنائية ، ولكن يومًا ما سيكتشف أول مصدر غير ثنائي لموجات الجاذبية". يطلق. "الشرانق هي واحدة من الأماكن الأولى التي يجب أن نبحث فيها عن هذه الأنواع من المصادر."
على الرغم من أن مثل هذه الموجات لم تُرصد بعد ، فقد تم التنبؤ بها في عمليات المحاكاة التي أجراها جوتليب وزملاؤه. وضع الباحثون نموذجًا لكيفية موت النجوم ، وإخراج المواد إلى الخارج والتقلص إلى الداخل ، تاركين ثقوبًا سوداء في الفراغات التي تتركها وراءها.
سعى الباحثون لتحديد ما إذا كانت أقراص تراكم الثقب الأسود - المادة شديدة الحرارة التي تحيط بالثقوب السوداء وتجعل ظلالها مرئية في صور التلسكوب الراديوي - يمكن أن تكون مصدرًا لموجات الجاذبية.
لكن بالنظر إلى أقراص التراكم ، تعطلت حسابات الفريق من خلال بيانات محاكاة من شرنقة المادة المحيطة بنفاثات المواد المتسارعة التي تنتجها النجوم المحتضرة. اقترح النموذج أن المواد الموجودة حول النفاثات يمكن أن تسبب اضطرابات في الزمكان التي تقع ضمن نطاق التردد الذي يكتشفه LIGO.
إن اكتشاف موجات الجاذبية من مصادر جديدة سيكون أيضًا نعمة لعلماء الفيزياء الفلكية الذين يسعون إلى تتبع خلفية موجة الجاذبية ، أو ضجيج موجات الجاذبية التي تجتاح الكون باستمرار. يبحث العلماء عن خلفية الموجة الثقالية باستخدام مصفوفات الزمن النابض ، والتي تعمل بطريقة مشابهة لليغو ، لكنها تعتمد على اكتشافات التوقيت للضوء المنبعث من النجوم النابضة سريعة الدوران بدلاً من نبضات الليزر تحت الأرض.
سيكون الكأس المقدسة لعلم فلك الموجات الثقالية مرصدًا فضائيًا يعمل بنفس الطريقة ، ولكن على نطاق أوسع بكثير ، من مرصد LIGO (الذي توسع واندمج منذ ذلك الحين مع المراصد الأخرى لتشكيل LIGO-Virgo-KAGRA تعاون). بدلاً من استخدام أذرع ليجو التي يبلغ طولها 2,5 ميل (4 كيلومترات) للكشف عن "موجات" الجاذبية ، يمكن لعلماء الفيزياء الفلكية استخدام أذرع بطول 1,5 مليون ميل (2,41 مليون كيلومتر) لمهمة ليزا المقترحة.
ولكن عندما يظهر مثل هذا المرصد - إن وجد - فإنه يساعد بالتأكيد إذا كنت تعرف أين تبحث.
اقرأ أيضا: