تم اكتشاف موجات جاذبية لأول مرة في وقت سابق من هذا العام نتجت من اندماج الثقوب السوداء وهي تعتبر من أعنف العمليات الفيزيائية الفلكية وتمكن مرصدان تابعان لـ LIGO في الولايات المتحدة من رصد اصطدام الثقبين الأسودين، وهو حدث أدى إلى انبعاث طاقة جاذبية تعادل 3 أضعاف كتلة الشمس.
اصطدام النجوم النيترونية هو أحد المصادر المتوقعة لموجات الجاذبية، فهذه النجوم لديها ضعف كتلة الشمس وقطر لا يتعدى ال20 كيلومتر، وظلت عملية اصطدامها أمرا غامضا لعدة قرون، وعن طريق التحقق من التصميم الداخلي لهذه النجوم النيترونية يمكننا أن نفهم الفيزياء المجهولة لهذه الأجرام السمأوية ويُمكن تحقيق هذا باستخدام موجات الجاذبية والتي تسمح لنا بالقيام بهذا حيث أن النجوم النيترونية في النظام الثنائي تبعث موجات في الزمكان عندما تندمج وتحمل هذه الموجات معلومات فريدة عن الموجات النيترونية.
ولكن ضعف الموجات المنبعثة من هذه الأجسام يجعل من الصعب رصدها بسبب الضوضاء الناتجة من الكواشف المستخدمة، ولكن هناك نماذج رياضية تجعل عملية فصل الموجات عن الضوضاء وعلى وجه الخصوص نموذج الجسم الفعال (Effective one body model) من الثقوب السوداء الثنائية تم وضعه في معهد ماكس بلانك لفيزياء الجاذبية في بوتسدام وجامعة ميريلاند كان لها دور هام في تقدير وكشف وتوفير أقصى قدر من المكاسب العلمية من الاكتشاف الأخير لموجات الجاذبية مع أجهزة الكشف LIGO.
والعمل الحالي يمتد بهذا النموذج لكي يشمل بصمة من هذه النجوم النيترونية الفيزيائية على الأمواج فعنما يدور هذه النجم النيتروني حول جسم آخر فإنه يواجه تشوها نتيجة لقوى المد والجزر.
صورة توضح تأثير قوى المد والجزر في تدمير نجم نيتروني يدور حول جسم أخر (نجم نيتروني أخر أو ثقب أسود)
والجهود الحالية تعمل على تحسين نماذج تأثيرات المد والجزر بالأخذ بعين الاعتبار تأثير التذبذبات الداخلية في النجوم النيوترونية التي تنشأ عندما تتغير قوة المد والجزر المصاحبة له بتردد قريب من التردد المميز للنجمة نفسها.
في هذه المرحلة النهائية من الاصطدام، يدور نجم نيوتروني حول المرافق له في أقل من ملّي من ثانية واحدة في بسرعة تقترب من نصف سرعة الضوء، كل من كمية تشوه المد والجزر والتردد المميز للنجم نيوتروني يعتمد بحساسية على الخصائص الميكروسكوبية للنجم النيوتروني، وبهذا أي استجابة قوية من النجم يترك بصمة واضحة على موجات الجاذبية المنبعثة من النظام الثنائي، وهكذا، فإن موجات الجاذبية تكشف معلومات فريدة عن مناطق داخلية غريبة من النجوم النيوترونية.
ويقول أندريا تراكيني (Andrea Taracchini) من قسم الفيزياء الفلكية والكوسمولوجي في معهد ألبرت أينشتاين التابع لمعهد ماكس بلانك «لدينا نموذج مفصل أكثر دقة يمكنه توقع الأشكال الموجية ويخبرنا ما الذي تبحث عنه في البيانات ولقد اختبرنا نموذجنا مقارنة نتائج محاكاة قام بها شركاؤنا البحثيين في الولايات المتحدة واليابان، ويظهر نموذج اتفاق أفضل مع النتائج العددية من النماذج التي تُهمل التردد المميز».
ترجمة : Ahmed Atef
مراجعة : David Yanni
مصدر : http://sc.egyres.com/UgmiN
