معمای تپ اختری که ناپدید شد

* صحنه ی جرم: 1600 سال نوری دورتر از زمین و در صورت فلکی کشتیدُم
* قربانی: تپ اختر رادیویی J0737-3039B

تپ اختر B تا پنج سال صادقانه برای گروهی از اخترشناسان که آن را به کمک رادیوتلسکوپ های زمینی تماشا می کردند چشمک زده بود. این ستاره یک کشف ویژه بود: بر خلاف همه ی تپ اختران دیگری که تاکنون دیده شده اند، این یکی در یک مدار نزدیک با تپ اختر دیگری قرار گرفته و با آن یک سامانه ی دوتایی (سیستم دوتایی) ساخته بود. این دو با هم آزمایشگاهی دقیق برای آزمودن نظریه ی نسبیت عام انیشتین پدید آورده و ابزاری شده بودند برای دیدن جزییات رفتار تپ اخترها (پولسارها).

ولی در ماه مارس 2008، تپ اختر B در تاریکی فرو رفت. مائورا مک لافلین از دانشگاه وست ویرجینیا در مورگان تاون می‌گوید: «ما دیگر به هیچ وجه نتواستیم این تپ اختر را ببینیم و آشکار کنیم. این نخستین بار بود که می دیدیم یک تپ اختر ناپدید می شود.»
تپ اختر J0737-3039 و ستاره نوترونی همدمش

ولی در این داستان پلیسی کیهانی مجرمی وجود نداشت. کسی تپ اختر "ب" را خاموش نکرده بود: تنها از دیده ها پنهان شده بود.

J0737-3039A/B، نخستین سامانه ی تپ اختر دوتایی، در سال 2003 به وسیله ی رادیوتلسکوپ پارکز در استرالیا کشف شد. تپ اختر آ هر 23 هزارم ثانیه یک بار به دور محور خود می چرخد. تپ اختر ب کندتر است و هر 2.8 ثانیه یک بار به گرد محورش می چرخد. تپ اختر ب هر 2.4 ساعت یک بار از برابر همدمش می گذرد و میدان مغناطیسی نیرومندش جلوی پرتوهای تپ اختر آ را تا حدود 30 ثانیه می‌گیرد.

این واقعیت که پرتوی هر تپ اختر برای رسیدن به زمین، باید سر راهش از تپ اختر دیگر بگذرد، آزمونی دقیق و تمیز برای نظریه ی نسبیت عام، مبنی بر این که جرم باعث خمیدگی فضازمان می شود فراهم کرد. اگر فضازمان را همچون ورقه ای در نظر بگیریم، جسم پرجرمی مانند یک تپ اختر، همچون توپ سنگینی خواهد بود که روی این ورقه قرار گرفته و یک گودی بر روی آن پدید آورده. این بدان معناست که تپ های (پالس های) تپ اختر آ می بایست با رد شدن از [کنار] تپ اختر ب چند میلیونیم ثانیه دیرتر از زمان معمول به ما برسند - و همین گونه هم می شد. به گفته ی مک لافلین، داده های به دست آمده تا 99.99 درصد با پیش بینی های انیشتین همخوانی دارد.

وی می گوید: «ما می توانیم ببینیم که نور یک تپ اختر به هنگام گذر از درون چاه گرانشی تپ اختر دیگر خم می شود. واقعن تمیز و درست بود. ما ثابت کردیم که یکی از این اجرام فضازمان را خمانده است (خم کرده است).»

تپ اخترهای گرفتی [تپ اخترهایی که جلوی نور یکدیگر را می گیرند] همچنین آزمونی برای "حرکت پیشاینده یا تقدیمی" فراهم می کنند که بنا بر آن، محور چرخش تپ اخترها می بایست به هنگام چرخش آنان، مانند یک فرفره جابجا شود. رنه برتون که در آن زمان یک دانشجوی کارشناسی در دانشگاه مک گیل مونترآل کانادا بود، به همراه همکارانش نور 63 گرفتگی در طول چهار سال که توسط تلسکوپ گرین بنک در وست ویرجینیا گرد آمده بود را مورد سنجش قرار دادند. آن ها این سنجش ها را با یک مدل ترکیب کردند تا شکل میدان مغناطیسی تپ اختر ب را از این راه برآورد نمایند. بدین وسیله توانستند راستا و جهت محور چرخش آن را تعیین کنند. (ویدیوی پایین را ببینید)

این پژوهش از جمله ی نخستین بررسی هایی بود که طی آن ها، حرکت تقدیمی در یک سامانه ی اخترفیزیکی واقعی مشاهده شد - یک پیروزی دیگر برای نسبیت عام. پژوهش نشان داد که در طی چهار سال، محور تپ اختر با آهنگی کمی کمتر از 5 درجه در سال می چرخد. در طول 75 سال، باریکه ی پرتوهای تپ اختر یک دایره ی کامل خواهد چرخید.

مک لافلین می گوید: «این ثابت می کند که حرکت تقدیمی یک پدیده ی واقعی است - چنین چیزی به راستی روی می دهد.» ولی شوربختانه، حرکت تقدیمی تپ اختر ب بدین معناست که این تپ اختر با چرخشش از دید زمین پیدا و پنهان می شود. چنانچه مک لافلین می گوید: «این تپ اختر از زمانی که آن را یافتیم کم نورتر و کم نورتر و کم نورتر شد. تا این که چند سال پیش دیگر به کلی توانایی ردیابی آن را از دست دادیم.»

اخترشناسان در گرین بنک هنوز هم ماهی یک بار با امید بازگشت احتمالی تپ اختر ب آن نقطه را بررسی می کنند. از آن جایی که چرخش این تپ اختر همیشگی است، باریکه ی پرتوهایش باید برگردد. بسته به شکل باریکه، می تواند تا همین سال 2014 برگردد و یا دیرتر، تا سال 2030.
ولی جایی برای خوشبینی هست. این واقعیت که دستکم یک سامانه ی تپ اختر دوتایی وجود دارد که در حال حاضر خود را به شکل یک سامانه ی تپ اختر- نوترونی نشان می دهد بدین معناست که چه بسا سامانه های تپ اختر دوتایی بسیاری در جاهای دیگر وجود داشته باشد - بنا بر یک بررسی تازه به رهبری گروه مک لافلین، تنها در کهکشان خودمان هزاران سامانه از این دست می تواند وجود داشته باشد.

وی می گوید: «به چشمداشت ما، تپ اخترهای بسیاری مانند تپ اختر ب در جاهای دیگر وجود دارد که باریکه ی پرتوهایشان از خط دید ما بیرون رفته و باز می گردد.»

در همین زمینه:

واژه نامه:
constellation Puppis - radio pulsar - J0737-3039B - radio telescope - Earth - pulsar - Einstein - general relativity - Maura McLaughlin - J0737-3039A/B - double-pulsar system - Parkes Radio Telescope - spacetime - spin precession - axe - Rene Breton - magnetic field - pulsar-neutron star system

منبع: newscientist

0 دیدگاه شما:

Blogger template 'Browniac' by Ourblogtemplates.com 2008

بالای صفحه