رویداد نادری که می‌تواند به دانشمندان درتعیین سن دقیق کیهان کمک کند

* گونه‌ای برخورد کیهانی وجود دارد که تاکنون نمونه‌اش دیده نشده، ولی اگر دیده شود می‌تواند بهترین شانس اخترشناسان برای سنجش نرخ گسترش کیهان باشد.

اخترشناسان دو راه برای اندازه‌گیری نرخ گسترش کیهان دارند، و هر دو روش هم بسیار دقیقند- ولی پاسخشان با هم یکی نیست. این ناامیدکننده است زیرا این عدد، که به نام "ثابت هابل" خوانده می‌شود، در معادله‌هایی به کار می‌رود که دانشمندان برای تعیین سن کیهان از آنها بهره می‌گیرند.

برداشت هنری از برخورد یک سیاهچاله و یک ستاره‌ی نوترونی

از همین روست که دانشمندان در پی یافتن یک راه سوم هستند. دو فیزیکدان در ماساجوست فکر می‌کنند این راه سوم می‌تواند با بررسی یک رویداد خشن -برخورد یک ستاره‌ی نوترونی و یک سیاهچاله- به دست آید.

سالواتوره ویتاله، فیزیکدان بنیاد فناوری ماساچوست (ام‌آی‌تی) می‌گوید: «دوتایی‌های ستاره‌ی نوترونی-سیاهچاله سامانه‌هایی بسیار پیچیده‌اند که بسیار کم از آنها می‌دانیم. اگر یکی از آنها دیده شود می‌تواند سهمی چشمگیر در شناختمان از کیهان داشته باشد.»

تاکنون دانشمندان برخورد چنین سامانه‌ای را ندیده‌اند، تنها دوتایی‌های "سیاهچاله-سیاهچاله" و دوتایی‌های "ستاره‌ی نوترونی-ستاره‌ی نوترونی" را داشته‌ایم. از این میان هم بیشترشان جفت‌های سیاهچاله‌ای بوده‌اند و این رویدادیست که تنها به کمک امواج گرانشی شناسایی می‌شود [تنها موج گرانشی می‌گسیلد]. اخترشناسان برای اندازه‌گیری ثابت هابل نیاز به یک سیگنال نوری هم دارند، از همین رو باید یا به دنبال جفت‌ ستاره‌ی نوترونی باشند و یا جفت ستاره‌ی نوترونی-سیاهچاله.

خوب، در ماه اوت پارسال -برای نخستین بار- یک رویداد ادغام ستاره‌ی نوترونی-ستاره‌ی نوترونی دیده شد [رویداد جی‌دبلیو ۱۷۰۸۱۷- خبرش را اینجا خواندید]. ولی هنگامی که دانشمندان خواستند با بهره از داده‌های این رویداد، ثابت هابل را محاسبه کنند چندان به نتایجشان مطمئن نبودند. دلیلش این بود که برخورد دو ستاره‌ی نوترونی رویدادی آشوبناک است و مواد و آوارها در آن به گونه‌ای نامتقارن به فضا پرتاب می‌شود. از همین رو فاصله‌ی دقیق جایی که نور از آن دریافت شده را نمی‌توان سنجید.

اگر یکی از این ستاره‌های نوترونی را کنار بگذاریم، آشفتگی کمتر می‌شود و فیزیکدانان می‌توانند فاصله‌ای که برای محاسبه‌ی ثابت هابل نیازست را اندازه بگیرند. ولی دانشمندان بر این باورند که چنین برخوردهایی بسیار کمیاب‌تر است، از همین رو ویتاله و همکارش ولی دانشمندان بر این باورند که چنین برخوردهایی بسیار کمیاب‌تر است، از همین رو ویتاله و همکارش بر آن شدند تا بررسی کنند که آیا دقیق‌تر بودن جایگاه رویداد ارزش این را دارد که به دنبال چنین رویداد کمیابی بگردیم یا نه.

آنها نتیجه گرفتند که برای اندازه‌گیری ثابت هابل، تنها یکی از این ادغام‌ها می‌تواند به اندازه‌ی مجموع داده‌های ۵۰ برخورد گوناگونِ جفت ستاره‌ی نوترونی کارایی داشته باشد.

اکنون تنها کاری که باید بکنیم اینست که امید داشته باشیم شانس به ما روی آورد و چنین برخوردی را ببینیم.

مقاله‌ی این دانشمندان در شماره‌ی ۱۲ ژوییه‌ی نشریه‌ی فیزیکال ریویو لترز منتشر شده و نگارش برخط آن هم در دسترس است.

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

تلگرام و توییتر یک ستاره در هفت آسمان:

telegram.me/onestar_in_sevenskies

twitter.com/1star_7sky

واژه‌نامه:

expansion rate - Hubble constant - Massachusetts - black hole - neutron star - Salvatore Vitale - Massachusetts Institute of Technology - binary black holes - binary neutron star - gravitational wave - Physical Review Letter

منبع: Space.com

برگردان: یک ستاره در هفت آسمان