ادغام ستارگان نوترونی

Artist's impression of neutron stars merging, producing gravitational waves and resulting in a kilonova
برداشت هنری از ادغام ستارگان نوترونی، که امواج گرانشی تولید می‌کند و به یک کیلونوا منجر می‌شود

ادغام ستارگان نوترونی (انگلیسی: Neutron star merger) برخورد ستاره‌ای دو ستاره نوترونی است. هنگامی که دو ستاره نوترونی در مداری مشترک قرار می‌گیرند، به تدریج بر اثر از دست دادن انرژی ناشی از انتشار موج گرانشی دچار فرسایش مداری می‌شوند.[۱] وقتی که سرانجام به هم می‌رسند، این ادغام می‌تواند منجر به تشکیل یک ستاره نوترونی پرجرم‌تر یا، در صورتی که جرم باقی‌مانده از حد تولمن–اوپنهایمر–ولکوف فراتر رود، یک سیاه‌چاله شود. این ادغام می‌تواند در مدت یک یا دو میلی‌ثانیه یک میدان مغناطیسی ایجاد کند که تریلیون‌ها برابر قوی‌تر از میدان مغناطیسی زمین است.[۲] این رویداد فوری انفجار پرتو گاما تولید می‌کند که در صدها میلیون یا حتی میلیاردها سال نوری قابل مشاهده است.[۳]

ادغام ستارگان نوترونی به‌طور موقت محیطی ایجاد می‌کند که دارای چنان شار نوترونی شدیدی است که فرایند تند گیراندازی نوترون می‌تواند رخ دهد. این واکنش توضیح‌دهنده هسته‌زایی تقریباً نیمی از ایزوتوپ‌های عناصر سنگین‌تر از آهن است.[۴]

این ادغام‌ها همچنین گران‌نواختر تولید می‌کنند،[۵] که منابع گذرای تابش الکترومغناطیسی در امواج طولانی‌تر هستند و به دلیل واپاشی پرتوزای هسته‌های سنگین تولید شده توسط فرایند r در طی فرایند ادغام و پراکندگی آن‌ها به وجود می‌آیند.[۶] گران‌نواخترها از سال ۱۹۹۹ به‌عنوان یک مکانیزم احتمالی فرایند r مطرح بودند، اما این مکانیزم پس از مشاهده رویداد چندپیام‌رسانی جی‌دبلیو ۱۷۰۸۱۷ در سال ۲۰۱۷ به‌طور گسترده‌ای پذیرفته شد.

همجوشی‌های مشاهده‌شده

در ۱۷ اوت ۲۰۱۷، رصدخانه موج گرانشی با تداخل‌سنج لیزری و تداخل‌سنج ویرگو، جی‌دبلیو ۱۷۰۸۱۷ را مشاهده کردند؛[۷] موج گرانشی مرتبط با همجوشی دو ستاره نوترونی در NGC 4993، یک کهکشان بیضوی در صورت فلکی مار باریک که حدود ۱۴۰ میلیون سال نوری با زمین فاصله دارد.[۸]

همزمان با این رویداد، انفجار پرتو گامای کوتاهی به نام جی‌دبلیو ۱۷۰۸۱۷ (حدود ۲ ثانیه) ۱٫۷ ثانیه پس از سیگنال موج گرانشی و رویداد قابل مشاهده‌ای در نور مرئی ۱۱ ساعت بعد رصد شدند.[۹][۱۰]

همزمانی GW170817 با GRB 170817A در مکان و زمان نشان می‌دهد که همجوشی ستارگان نوترونی می‌تواند باعث ایجاد انفجارهای پرتو گامای کوتاه شود. علاوه بر این، کشف ویژگی‌های گران‌نواختر در این رویداد نشان‌دهنده نقش این همجوشی‌ها در شکل‌گیری چنین پدیده‌هایی است.[۱۱]

در سال‌های بعد، مشاهده‌های متعدد دیگری از همجوشی‌های ستاره نوترونی به تأیید این یافته‌ها کمک کرد. به عنوان نمونه، در ۲۰۱۸ شباهت‌های رویداد جی‌آربی 150101B با GW170817 حاکی از ارتباط این پدیده‌ها با همجوشی ستارگان نوترونی است.[۱۲]

این مشاهدات همچنین راه جدیدی برای تعیین قانون هابل و نرخ انبساط جهان ارائه کردند.[۱۳]

در سال ۲۰۲۳، مشاهدات جی‌آربی ۲۳۰۳۰۷ای نشان‌دهنده تولید عناصر سنگین مانند تلوریم و لانتانیدها در چنین رویدادهایی بود که این یافته را بیشتر تأیید می‌کند.[۱۴]

جستارهای وابسته

منابع

  1. ↑ "Einstein Telescope: Unlocking a New Era in Astronomy From 250 Meters Underground".
  2. ↑ "Nightmares of Neutron Stars". How the Universe Works. Season 7. Episode 1. 8 Jan 2019. Discovery+. https://www.discoveryplus.com/show/how-the-universe-works?season=7.
  3. ↑ Rosswog, Stephan (2013). "Astrophysics: Radioactive glow as a smoking gun". Nature. 500 (7464): 535–6. Bibcode:2013Natur.500..535R. doi:10.1038/500535a. PMID 23985867. S2CID 4401544.
  4. ↑ Stromberg, Joseph (16 July 2013). "All the Gold in the Universe Could Come from the Collisions of Neutron Stars". اسمیتسونیان (مجله). Retrieved 27 April 2014.
  5. ↑ Lea, Robert (21 February 2024). "James Webb Space Telescope finds neutron star mergers forge gold in the cosmos: 'It was thrilling'". Space.com.
  6. ↑ Tanvir, N. R.; Levan, A. J.; Fruchter, A. S.; Hjorth, J.; Hounsell, R. A.; Wiersema, K.; Tunnicliffe, R. L. (2013). "A 'kilonova' associated with the short-duration γ-ray burst GRB 130603B". Nature. 500 (7464): 547–9. arXiv:1306.4971. Bibcode:2013Natur.500..547T. doi:10.1038/nature12505. PMID 23912055. S2CID 205235329.
  7. ↑ Abbott, B. P.; et al. (LIGO Scientific Collaboration & تداخل‌سنج ویرگو) (16 October 2017). "GW170817: Observation of Gravitational Waves from a Binary Neutron Star Inspiral". Physical Review Letters. 119 (16): 161101. arXiv:1710.05832. Bibcode:2017PhRvL.119p1101A. doi:10.1103/PhysRevLett.119.161101. PMID 29099225. S2CID 217163611.
  8. ↑ Scharping, Nathaniel (18 October 2017). "Gravitational Waves Show How Fast The Universe is Expanding". آسترونومی (مجله). Retrieved 18 October 2017.
  9. ↑ Cho, Adrian (16 October 2017). "Merging neutron stars generate gravitational waves and a celestial light show". ساینس (مجله). Retrieved 16 October 2017.
  10. ↑ Landau, Elizabeth; Chou, Felicia; Washington, Dewayne; Porter, Molly (16 October 2017). "NASA Missions Catch First Light from a Gravitational-Wave Event". ناسا. Retrieved 16 October 2017.
  11. ↑ "Kilonovae, short gamma-ray bursts & neutron star mergers". Nature Astronomy (به انگلیسی). 16 October 2017.
  12. ↑ Mohon, Lee (16 October 2018). "GRB 150101B: A Distant Cousin to GW170817". ناسا. Retrieved 17 October 2018.
  13. ↑ Lerner, Louise (22 October 2018). "Gravitational waves could soon provide measure of universe's expansion". فیز دات ارگ. Retrieved 22 October 2018.
  14. ↑ Levan, Andrew. "Heavy element production in a compact object merger observed by JWST". Nature (به انگلیسی). 626 (8000): 737–741. arXiv:2307.02098. doi:10.1038/s41586-023-06759-1. PMC 10881391. PMID 37879361.

پیوند به بیرون

در ویکی‌انبار پرونده‌هایی دربارهٔ ادغام ستارگان نوترونی موجود است.
This article is issued from ویکی‌پدیا. The text is available under Creative Commons Attribution-Share Alike 4.0 unless otherwise noted. Additional terms may apply for the media files.