آیا امواج گرانشی که تاکنون دریافت شده، از دل خوشه‌های ستاره‌ای آمده بودند؟

* بر پایه‌ی پژوهش سه اخترفیزیکدان، به نظر می‌رسد خوشه‌های ستاره‌ای کروی محیطی مناسب برای برخورد میان سیاهچاله‌ها و گسیل امواج گرانشی - مانند آنهایی که لیگو تاکنون دریافت کرده- فراهم می‌کند.

اخترفیزیکدانان سراسر جهان از خبر هفته‌ی گذشته درباره‌ی سومین آشکارسازی امواج گرانشی توسط رصدخانه‌ی لیگو به هیجان آمده‌اند. امواج گرانشی که وجودشان بیش از یک سده پیش توسط آلبرت اینشتین پیش‌بینی شده بود و سرانجام برای نخستین بار در سال ۲۰۱۵ توسط لیگو یافته شدند، یک راه به کلی تازه را برای مشاهده‌ی خشن‌ترین رویدادهای جهان هستی پیش پای ما گشوده‌اند.

امگا قنطورس، درخشان‌ترین خوشه‌ی کروی آسمان زمین. در این خوشه، بیش از ۱۰ میلیون ستاره در فضایی تنها به قطر ۱۵۰ سال نوری گرد هم آمده‌اند! تصویر بزرگ‌تر

به نظر می‌رسد سرچشمه‌ی هر سه رویداد موج گرانشی دریافت شده توسط لیگو، برخورد سهمگین دو سیاهچاله‌ی بزرگ بوده است. تا پیش از لیگو، اخترشناسان حتی مدرکی برای وجود این گونه از سیاهچاله‌ها که جرمشان چند ده برابر خورشید است در دست نداشتند. راز بزرگ و تازه‌ اینست که این سیاهچاله‌ها چگونه پدید می‌آیند و در این مورد، چگونه در دام گرانشی یکدیگر گرفتار شده و با ورود به "رقص مرگ"، در مسیری مارپیچی به گرد یکدیگر می‌چرخند تا سرانجام به هم کوبیده شده و یکی شوند.

به تازگی سه پژوهشگر در میزگردی به میزبانی بنیاد کاولی، برای بررسی این راز بزرگ شرکت کردند. آنها برای شناسایی محیط کیهانی‌ای که سیاهچاله‌های برخوردی در آن پدید می‌آیند از شبیه‌سازی‌های رایانه‌ای نیرومند و مشاهدات تلسکوپ‌ها بهره گرفتند.

بیشتر شواهد -از جمله داده‌های کشف تازه‌ی لیگو- اشاره به این دارند که نقطه‌ی آغاز این رویدادها، خوشه‌های ستاره‌ای فشرده هستند که به نام خوشه‌های کروی شناخته می‌شوند. این "گوی‌ برف‌های" خیره‌کننده‌ی کیهانی انباشته از صدها هزار ستاره‌ی نزدیک به همند که در فضایی به نسبت کوچک جا شده‌اند. پژوهشگران به گونه‌ی فزاینده‌ای به این فکر می‌کنند که خوشه‌های کروی دارای "قلب‌های" تیره هستند، قلب‌هایی پر از ده‌ها یا حتی صدها سیاهچاله- بیشترین انباشتی که تاکنون برای این اجرام شگفت‌انگیز در هر جایی از کیهان یافته شده.

اگر این نظریه درست باشد، پس خوشه‌های کروی می‌توانند محیطی آرمانی برای برخوردهای سیاهچاله‌ای که به تولید امواج گرانشی می‌انجامد فراهم کنند.

راینر اشپوتزم، استاد بنیاد اخترشناسی و اخترفیزیک کاولی (KIAA) در دانشگاه پکینگ و آکادمی علوم چین می‌گوید: «فرض این بوده که خوشه‌های کروی نمی‌توانند سیاهچاله در خود نگه دارند. ولی این آن چیزی نیست که شبیه‌سازی‌های رایانه‌ای من و همکارانم، و همچنین پژوهشی که توسط کارل رودریگز و دیگران انجام شد نشان می‌دهد.»

رودریگز، عضو پسادکترای پاپالاردو و پژوهشگر پسادکترا در بنیاد فناوری ماساچوست (ام‌آی‌تی)، به همراه یکی از اعضای بنیاد اخترفیزیک و پژوهش‌های فضایی کاولی هم در این میزگرد شرکت داشتند. وی خاطرنشان می کند که در خوشه‌های کروی «انباشت و نزدیکی بی‌اندازه‌ی ستارگان، فرآیندهایی دینامیکی را امکان‌پذیر می‌کند که در هیچ جای دیگری از کیهان دیده نمی‌شود. [در خوشه‌ها] سیاهچاله‌ها می‌توانند آنقدر به هم نزدیک بشوند که دستخوش برهم‌کنش‌های گرانشی شده و یک جفت بسازند.»

سیاهچاله‌ها با جفت شدن، تبدیل به یک بمب ساعتی می‌شوند و شمارشی معکوس برای فوران امواج گرانشی را آغاز می‌کنند که میلیاردها سال نوری دورتر، توسط لیگو روی زمین دریافت خواهند شد.

جی استریدر، استادیار بخش فیزیک دانشگاه ایالتی میشیگان می‌گوید: «راینر و کارل دارند شبیه‌سازی‌هایی رایانه‌ای بر پایه‌ی مدل‌های نظری انجام می‌دهد، و گروه من نیز سرگرم گردآوری شواهد رصدی برای وجود سیاهچاله‌ها در خوشه‌های کروی است. ما دیگر داریم به نتیجه‌ی یکسانی می‌رسیم- این که خوشه‌های کروی می‌توانند سیاهچاله‌های خود را نگه دارند. و اگر این درست باشد، پس خوشه های کروی می‌توانند جایی باشند که سیاهچاله‌ها در آنها اغلب به هم برخورد کرده و امواج گرانشی می‌گسیلند.»

گزارس این پژوهش در نشریه‌ی فیزیکال ریویو لترز منتشر شده.

-------------------------------------------- 

به کانال تلگرام یک ستاره در هفت آسمان بپیوندید:

telegram.me/onestar_in_sevenskies

واژه نامه:

LIGO - gravitational wave - Albert Einstein - black hole - Sun - death dance - roundtable - The Kavli Foundation - computer simulation - star clusters - globular cluster - ground zero - snow globe - star - Kavli Institute for Astronomy & Astrophysics - KIAA - Peking University - Chinese Academy of Sciences - Carl Rodriguez - Pappalardo Postdoctoral Fellow - Massachusetts Institute of Technology - MIT - Kavli Institute for Astrophysics and Space Research - time bomb - Earth - LIGO - Jay Strader - Michigan State University

منبع: sciencedaily

برگردان: یک ستاره در هفت آسمان