فاتحان ثریا: رصد برخورد دو ستارۀ نوترونی در آگوست ۲۰۱۷ توسط اخترشناسان سراسر جهان، چیزهای بسیار جالبی در مورد کیهان به ما آموخت. حالا دانشمندان از آن رویداد برای اصلاح یکی از بنیادی‌ترین ویژگی‌های کیهان- یعنی ثابت هابل- استفاده کردند.

neutron merger wide deaabdcccdb s cبه گزارش فاتحان ثریا، «ثابت هابل» نامی است که به سرعت گسترش کیهان داده شده؛ و اختلاف در این اندازه‌گیری برای مدت‌ها کیهان‌شناسان را به دردسر انداخته بود. طبق داده‌های ماهوارۀ پلانک که تابش پس زمینه مایکروویو کیهانی (شرایط جهان اولیه در ۳۸۰ هزار سال پس از فاتحان ثریا) را اندازه‌گیری کرد، ثابت هابل باید ۶۷٫۴ کیلومتر در ثانیه در هر مگاپارسک باشد.

روشی برای اندازه‌گیری آن وجود دارد

روشی دیگر با استفاده از مطالعۀ سحابی‌های باقی ‌مانده از ابرنواختر نوع Ia است. این روش مربوط به زمان قدیم است، زمانی که ادوین هابل تغییرات داپلر آنها- یعنی تغییرات در طول موج نور با حرکت سحابی‌ها و دورتر شدن آنها- را مشاهده کرد. این روش بتازگی نتیجۀ ۷۲٫۷۸ کیلومتر در ثانیه در هر مگاپارسک را به دست آورده است.

با این حال یک روش جدیدتر، استفاده از واحدهای استانداردی نظیر ستاره‌های متغیر قیفاووسی که درخشندگیِ مشخص آنها موجب محاسبات دقیق فاصله می‌شود. و اینجاست که مشکل به وجود می‌آید؛ زیرا این معیارها موجب سریع‌تر شدن ثابت هابل می‌شوند.

gw smooshاخیراً معیاری بر اساس حرکات هفت ستاره متغیر قیفاووسی، نتیجۀ ۷۴٫۰۳ کیلومتر در ثانیه در هر مگاپارسک را به دست آورده است. خب معضل را می‌بینید. اخترفیزیک‌دان آدام دلر، از دانشگاه صنعتی سوینبرن، بیان داشت: «یا یکی از آنها اشتباه است یا مدل‌های فیزیک که از آنها پشتیبان می‌کند، اشتباه است. ما می‌خواهیم بدانیم واقعاً چه اتفاقی در جهان می‌افتد، پس به …. بررسی مستقلی نیاز داریم.»

راه سوم، ادغام دو ستاره نوترونی است

Cue GW170817 رویداد موج گرانشی است که برای اولین‌بار به ستاره‌شناسان این امکان را داد تا برخورد بین دو ستاره نوترونی را به روش‌های مختلفی- از جمله نجوم موج گرانشی، نجوم نوری و نجوم رادیویی- مشاهده کنند.

دلر توضیح داد: «به لحاظ پدیده‌ای، ترکیب ستاره‌های نوترونی رویدادی پرانرژی‌ است؛ دو ستارۀ بزرگ‌تر از خورشید صدها هزار بار در ثانیه به دور یکدیگر حرکت می‌کنند و سپس ترکیب می‌شوند و انفجار عظیمی از موادی که با سرعت بی حد و حصری به بیرون پرتاب می‌شوند و همچنین انفجاری از موج‌های گرانشی را ایجاد می‌کنند.»

«این انفجار امواج گرانشی می‌تواند به عنوان «آژیر استاندارد» استفاده شود: بر اساس شکل سیگنال موج گرانشی می‌توانیم بگوییم رویداد در امواج گرانشی چقدر باید «درخشان» باشد. سپس می‌توانیم بفهمیم که رویداد واقعاً چقدر درخشان بوده و به فاصلۀ آن پی ببریم.»

با این حال این امر تنها زمانی ممکن است که جهت برخورد را بدانیم. بدین منظور به اطلاعاتی بیشتر از خود رویداد نیاز داریم. این در قالب فوارۀ همراستای باریکی از پلاسمای خارج‌شده از برخورد بود که با گذشت زمان توسط تلسکوپ‌های رادیویی رصد شد. و محققان متوجه شدند حرکت آن بر اساس زاویه‌ای که داریم آن را مشاهده می‌کنیم به نظر سریع‌تر از نور است.

این گروه تحقیقاتی با مقایسۀ تغییرات کوچک در محل و شکل این پلاسما توانستند جهت ستاره‌های نوترونی را محاسبه کنند که به نوبۀ خود به دانشمندان امکان محاسبه فاصلۀ دقیق آن را داد. این برخورد در کهکشانی با فاصله ۱۳۰ میلیون سال نوری از ما رخ داد و نکتۀ جالب این است که سرعت حرکتی که این کهکشان برای دور شدن از ما دارد را می‌دانیم. بنابراین وقتی گروه تحقیقاتی فاصلۀ GW170817 را با سرعت کهکشان مقایسه کردند، توانستند ثابت هابل را به دست آورند. «رقمی که آنها به دست آوردند ۷۰٫۳ کیلومتر در ثانیه در هر مگاپارسک بود.»

همان طور که می‌بینید، بین اندازه‌گیری‌های واحد استاندارد و اندازه‌گیری پلانک، حداقل تخمین ما درست‌تر است- حتی اگر این اندازه‌گیری جدید آن‌قدر دقیق و کامل نباشد که به ما بگوید کدام یک از متغیرهای قیفاووسی، ابرنواختر و پلانک دقیق‌تر است. دلر گفت: «اما ما نشان دادیم که در آینده‌ای نزدیک، مشاهدات بیشتر ستاره‌های نوترونی ِ در حال ادغام می‌تواند آن اختلاف را حل کند.» این مقاله در مجلۀ Nature Astronomy منتشر شده است.

ترجمه: زهرا جهانبانی/ سایت علمی فاتحان ثریا

منبع: sciencealert.com



مطالعه این مقاله در وب سایت منبع

  این مطلب را پسندیدم

پاسخ دهید