دومین آشکارسازی امواج گرانشی از برخورد دو ستاره نوترونی توسط LIGO

در سال ۲۰۱۶ تیم تحقیقاتی تداخل‌سنج لیزری LIGO با رصد امواج گرانشی حاصل از برخورد دو سیاهچاله، یکی از پیش‌بینی‌های مهم نسبیت‌عام را اثبات کردند. همچنین آن‌ها در آگوست ۲۰۱۷ موفق‌ شدند برای اولین بار امواج گرانشی ادغام دو ستاره نوترونی را آشکارسازی کنند. پیش‌ از آن همه داده‌های بدست آمده از ادغام سیاهچاله‌ها بود. در ۲۵ آوریل ۲۰۱۹ برای دومین بار امواج گرانشی برخورد دو ستاره نوترونی توسط تداخل‌سنج LIGO و VIRGO دریافت شد.

از فاصله ۵۰۰ میلیون سال نوری از ما امواج روی تار و پود فضا-زمان حرکت کردند به تداخل‌سنج‌های لیزری LIGO در آمریکا و VIRGO در ایتالیا رسیدند. دانشمندان ۹۹ درصد مطمئن هستند که این امواج بر اثر ادغام دو ستاره نوترونی بوجود آمده است.

انفجار یک کیلو نوا Kilonova

لحظاتی پس از آشکارسازی این موج گرانشی، به ستاره‌شناسان در سراسر جهان هشدار داده شد تا تلسکوپ‌های خود را برای رصد نور انفجار حاصل از برخورد ستاره‌های نوترونی به سمت آسمان نشانه بروند. این انفجار که کیلونوا نام دارد، ۱۰۰۰ بار درخشان‌تر از یک نواختر معمولی است و در نتیجه آن عناصر سنگینی همچون طلا و پلاتین شکل می‌گیرد. درخشش این رویداد به قدری زیاد است که ستاره‌شناسان می‌توانند آن را در کهکشان‌های دیگر رصد کنند. به شرطی که محل حادثه قبلا توسط LIGO مشخص شده باشد.

رصدخانه‌های L شکل LIGO که در واشنگتون و لوئیزیانا قرار دارند و با استفاده پرتو لیزر در لوله‌های بلند L شکل کار می‌کنند. دقت این آزمایشگاه به اندازه‌ای است که تداخلی کوچک و ناشی از امواج گرانشی نیز برای ایجاد تغییر در پرتو لیزر کافی است. این تداخل‌سنج لیزری نخستین بار در سال ۲۰۱۶ موفق به آشکارسازی موج گرانشی ادغام دو سیاهچاله شد و در سال ۲۰۱۷ نیز توانسته بود موج گرانشی برخورد دو ستاره نوترونی را رصد کند.

تداخل‌سنج لیزری LIGO در لیوینگستون، لوئیزیانا از ۱ آوریل فعالیت خود را از سر گرفته است.

دانشمندان با استفاده از تاخیر بین سیگنا‌ل‌هایی که به آشکارساز می‌رسد، سعی می‌کنند محل موج گرانشی را در آسمان تشخیص دهند. اما روز ۲۵ آوریل یکی از آشکارسازهای‌ ‌LIGO خاموش بود و به همین دلیل نتایج این موج گرانشی کامل نیست. به این ترتیب دانشمندان باید چندین کهکشان در منطقه‌ای از آسمان را جستجو کنند تا منبع موج گرانشی پیدا شود.

تیم تحقیقاتی به جای یک زوج ستاره نوترونی، دو نامزد را برای این رویداد معرفی کردند. حالا سوال اینجاست که کدام یک از این دو، موج گرانشی آشکارسازی شده را ارسال کرده‌اند؟ رسیدن به پاسخ این سوال نیاز به مشاهدات بیشتری دارد که در حال حاضر توسط رصدخانه‌های سراسر جهان صورت می‌گیرد.

ستاره‌شناسان معتقدند که به دلیل قرار گرفتن محل احتمالی منبع این موج گرانشی در نزدیکی استوای سماوی، امکان رصد آن برای تلسکوپ‌های نیم کره شمالی و جنوبی زمین وجود دارد. از پنجشنبه عصر به وقت آمریکا، تلسکوپ‌های مستقر در رصدخانه‌های اروپا، شیلی و سایر نقاط جهان، مشغول رصد این اجرام شدند.

دانشمندانی که در تداخل‌سنج لیزری LIGO در لیوینگستون مشغول به روز رسانی دستگاه‌ها هستند.

تاریخچه رصد امواج گرانشی و ادغام اجرام سنگین کیهان

نخسین امواج گرانشی حاصل از ادغام دو ستاره نوترونی در آگوست سال ۲۰۱۷ صورت گرفت. این ستاره‌های نوترونی در فاصله ۱۳۰ میلیون سال نوری از ما قرار داشتند. در آن زمان ستاره‌شناسان بلافاصله تلسکوپ‌ها را به سمت محل وقوع رویداد در آسمان نشانه رفتند و داده‌های وسیعی در طیف‌های الکترومغناطیسی جمع‌آوری شد. این اولین رصد نجومی بود که توسط رصدخانه‌های نوری و رصدخانه‌های امواج گرانشی آشکارسازی شد. نتایج بدست آمده از این رصدها به دانشمندان کمک کرد تا چگونگی شکل‌گیری عناصر سنگین، اندازه‌گیری مستقیم انبساط جهان و امواج گرانشی که با سرعت نور حرکت می‌کنند را مطالعه کنند.

به نظر می‌رسد که دومین رصد از برخورد ستاره‌های نوترونی به اندازه‌ای دور است که دانشمندان نمی‌توانند بسیاری از اطلاعات مورد انتظارشان را بدست آورند. اطلاعاتی همچون رفتار مواد هسته‌ای در چنین انفجار شدیدی. آن‌ها امیدوارند تا با استفاده از رصد‌خانه‌های سراسر دنیا اطلاعات بیشتری از این برخورد کیهانی بدست آورند.

www.astronomy.com