امواج گرانشی آشکار نخواهند شد

تصویر سحابی رطیل در ابر ماژلانی بزرگ. امتیاز و حق نشر تصویر: NASA, ESA, F. Paresce (INAF-IASF, Bologna, Italy), R. O'Connell (University of Virginia, Charlottesville), and the Wide Field Camera 3 Science Oversight Committee

تصویر سحابی رطیل در ابر ماژلانی بزرگ. امتیاز و حق نشر تصویر: NASA, ESA, F. Paresce (INAF-IASF, Bologna, Italy), R. O’Connell (University of Virginia, Charlottesville), and the Wide Field Camera 3 Science Oversight Committee

برای مدت طولانی دانشمندان گمان می‌کردند جرم بزرگ‌ترین ستاره‌های عالم بیش از ۱۵۰ برابر جرم خورشید نیست. سه سال پیش بررسی دانشمندان نشان داد که  سحابی رطیل  در ابر ماژلانی بزرگ  میزبان ستاره‌های “غیرممکن” است، ستاره‌هایی که ۲۰۰ تا ۳۰۰ برابر خورشید جرم دارند. این کشف جالب برای بسیاری از اخترفیزیک‌دانان هیجان‌انگیز بود، مخصوصاً آن‌هایی که مدت‌‌ها درباره‌ی امواج گرانشی تحقیق می‌کردند. علت این هیجان‌ چه بود؟ اگر چنین غول‌هایی منظومه‌هایی دوتایی تشکیل دهند، پس از مرگ حتماً بین باقی‌مانده‌ی آن‌ها برخوردی رخ می‌دهد. امواج گرانشی ناشی از چنین برخوردی آن‌قدر قدرتمند خواهد بود که حتی آشکارسازهای زمین هم این امواج را دریافت می‌کنند. 

می‌دانید که ستاره‌های غول‌پیکر و پر جرم به دو روش زندگی خود را به پایان می‌رسانند: یا مواد خود را به بیرون و به سوی فضا پرتاب می‌کنند یا زیر اثر نیروی گرانش، درون خود فرو می‌ریزند و به سیاه‌چاله تبدیل می‌شوند. عالم نقش میزبان منظومه‌های دوتایی ستاره‌های ابرپرجرم را بازی می‌کند، ‌این ستاره‌‌ها هنگام پایان یافتن عمرشان به منظومه‌ای دوتایی تبدیل می‌شوند که از دو سیاه‌چاله شکل گرفته است، سیاه‌چاله‌هایی بسیار بزرگ‌تر و پرجرم‌تر از دیگر نمونه‌ها.

منظومه‌های دوتایی که از ستاره‌های نوترونی یا سیاه‌چاله‌ها تشکیل شده‌اند به مرور انرژی خود را از دست می‌دهند و کم‌کم به هم نزدیک می‌شوند و برخوردی میان آن‌ها رخ می‌دهد. چنین برخوردی سیلی از امواج گاما را به هر سو روان می‌کند و احتمالاً این جریان امواج گاما با امواج گرانشی همراه خواهد بود.

  تا به حال دانشمندان در آشکارسازی این امواج ناتوان بوده‌اند. آشکارسازهای کنونی فقط می‌توانند برخورد سیاه‌چاله‌های معمولی را ببینند اما مطمئناً برخورد سیاه‌چاله‌هایی که از ستاره‌های ابرپرجرم به وجود آمده‌اند چیز دیگری است.

ستاره‌هایی با جرم تقریبی ۵۰ یا ۱۰۰ برابر جرم خورشید در فاصله‌ی چند صد یا چند هزار شعاع خورشیدی نسبت به همدیگر قرار می‌گیرند و منظومه‌هایی دوتایی تشکیل می‌دهند. این اجرام نمی‌توانند نزدیک‌تر از این نسبت به هم قرار بگیرند چراکه چگالی نهایی ماده باعث می‌شود که دو ستاره به یکی تبدیل شوند و اصلاً منظومه‌ی دوتای به وجود نیاید.

از سویی برای این‌که بین ستاره‌ها در این منظومه‌هایی که اکنون وجود دارند، برخوردی پیش بیاید، باید به روشی انرژی مداری کاهش یابد. مثلاً با تکامل سریع یکی از ستاره‌ها، آن یکی به سوی جوّ ستاره‌ی تکامل یافته حرکت می‌کند و به علت اثرات متقابلی که دو همدم بر هم می‌گذارند انرژی مداری به سرعت کاهش می‌یابد.

اما جریان برای ستاره‌های ابرپرجرم اندکی فرق می‌کند. این ستاره‌های در فاصله‌ای نسبتاً دور از هم باید شکل بگیرند و مانند ستاره‌های معمولی رشد نمی‌کنند بنابراین اصلاً مانند ستاره‌های معمولی دچار کاهش انرژی مداری نمی‌شوند. در این حالت عملاً هیچ روند فیزیکی وجود ندارد که به‌طور مؤثری باعث نزدیک شدن دو ستاره و برخورد آن‌ها بشود.

پس آیا هرگز بین دو سیاه‌چاله‌ی باقی‌مانده از دو ستاره‌ی ابرپرجرم برخوردی رخ نخواهد داد؟ برخورد رخ می‌دهد و کاهش انرژی مداری در چنین حالتی با گسیل امواج گرانشی پیش می‌آید. اما همیشه یک جای کار می‌لنگد: روند کاهش انرژی و نزدیک شدن دو سیاه‌چاله با گسیل امواج گرانشی بسیار کند و آهسته انجام می‌شود. این یعنی ده‌ها میلیارد سال یا چند صد میلیارد سال طول می‌کشد تا سیاه‌چاله‌ها با هم تصادف کنند. متأسفانه این زمان بسیار بیشتر از مدتی است که از زمان انفجار بزرگ گذشته است بنابراین  ما اصلاً شانسی برای آشکارسازی امواج گرانشی از راه برخورد سیاه‌چاله‌هایی غول‌پیکر نداریم.

مگر این‌که امیدوار باشیم مدل تکامل ستاره‌ها و شکل گرفتن منظومه‌های دوتایی که اکنون در اختیار داریم اشتباه باشد. در چنین حالتی می‌توان با شادمانی منتظر فاجعه‌ای کیهانی باشیم.  

منبع: Sciencedaily

درباره نویسنده

166مطلب نوشته است .

نوشتن دیدگاه

لطفاً دیدگاه های خود را به «فارسی» بنویسید و از نوشتین «فینگلیش» پرهیز کنید؛ در غیر این صورت دیدگاه تان منتشر نخواهد شد. شما میتوانید از تصاویر مخصوص خود در قسمت نظرات استفاده نمایید برای اینکار از وب سایت آواتارکمک بگیرید .

تمام حقوق این سایت برای © 2017 كانوت. محفوظ است.
Powered by Persian Wordpress