یک شی عجیب در لبه کهکشان راه شیری وجود دارد.
به گزارش Science Alert، اخترشناسان یک جسم بسیار کوچک و بسیار متراکم را کشف کرده اند که در یک رقص مداری با یک تپ اختر میلی ثانیه ای در یک خوشه ستاره ای که در قسمت های بیرونی کهکشان حرکت می کند، گرفتار شده است. آنها می گویند جنایت مرموز فقط می تواند دو چیز باشد. یک ستاره نوترونی یا یک سیاهچاله.
به گزارش ایسنا، هر کدام از این دو مورد یک کشف هیجان انگیز است. اگر یک ستاره نوترونی باشد، احتمالاً سنگین‌ترین ستاره در نوع خود است که تاکنون دیده‌ایم. اگر سیاهچاله باشد، احتمالاً سبک ترین نمونه در نوع خود است.
با جرمی معادل بین 2.09 و 2.71 خورشید، در انتهای پایین منطقه ای بین 2.2 تا 5 جرم خورشید قرار دارد که تا به امروز تعداد بسیار کمی از ستاره های نوترونی یا سیاهچاله ها کشف شده است.
بن استپرز، اخترفیزیکدان دانشگاه منچستر، می گوید: «هر دو احتمال هیجان انگیز هستند. یک سیستم سیاهچاله تپ اختر یک هدف مهم برای آزمایش نظریه های گرانشی خواهد بود و یک ستاره نوترونی سنگین اطلاعات جدیدی در مورد فیزیک هسته ای ارائه می دهد.
ستاره‌های نوترونی و سیاه‌چاله‌ها ارتباط نزدیکی با هم دارند. هر دو اجرام با چگالی بالا هستند که در اثر فروپاشی گرانشی هسته یک ستاره پرجرم هنگام مرگ آن شکل گرفته اند. تفاوت آنها در سطح جرم نهفته است.
یک ستاره نوترونی می تواند تا 2.3 برابر خورشید جرم داشته باشد، اما ذرات درون یک ستاره نوترونی تا حد امکان فشرده شده و ستاره شبیه یک هسته اتمی بزرگ است. با این حال، افزودن جرم بیشتر نمی تواند از فروپاشی بیشتر جلوگیری کند.
بنابراین، هسته های پرجرم تر، حداقل در تئوری، باید به طور کامل به سیاهچاله ها سقوط کنند. با این حال، تعداد بسیار کمی سیاهچاله با جرم کمتر از پنج خورشید کشف شده است.
یک گروه تحقیقاتی بین المللی به سرپرستی اخترفیزیکدانان “Ewan Barr” و “Arunima Dutta” از “موسسه ماکس پلانک برای نجوم رادیویی” این جسم را با مطالعه یک تپ اختر میلی ثانیه ای عجیب به نام “PSR J0514-4002E” کشف کردند. در یک خوشه ستاره ای به نام “NGC 1851”. (NGC 1851)، آنها کشف کردند که حدود 54000 سال نوری از مرکز کهکشان فاصله دارد.
داده‌های رادیویی جمع‌آوری‌شده توسط آرایه MEERKat در آفریقای جنوبی، حضور یک همراه نامرئی را در یک مدار 7.44 روزه با تپ‌اختر نشان داد. محققان می خواستند بدانند جرم چیست.
تپ اخترهای میلی ثانیه ای ستارگان نوترونی هستند که خیلی سریع می چرخند. در حین چرخش، امواج رادیویی را در فواصل زمانی دقیق ساطع می کنند. PSR J0514-4002E تقریباً 170 بار در ثانیه می چرخد.
از آنجایی که زمان‌بندی بسیار دقیق است، ستاره‌شناسان می‌توانند به دنبال تغییرات کوچک در پالس‌ها باشند و از آن اطلاعات برای مطالعه ویژگی‌های تپ‌اختر و محاسبه فاصله آن استفاده کنند.
بار گفت: «تصور کنید که بتوانید یک کرونومتر تقریباً کامل را در مدار ستاره ای در فاصله 40000 سال نوری قرار دهید و سپس آن مدارها را با دقت میکروثانیه اندازه گیری کنید.
با بررسی داده های زمان بندی تپ اختر، محققان توانستند فاصله تا PSR J0514-4002E، جرم تپ اختر و جرم کل سیستم را محاسبه کنند. آنها با کم کردن جرم تپ اختر، جرم این پدیده مرموز را تعیین کردند.
این جسم آنقدر کم نور است که نمی تواند یک “ستاره دنباله اصلی” باشد و بیش از آن پرجرم است که نمی تواند به عنوان یک کوتوله سفید طبقه بندی شود. این تنها دو گزینه باقی می گذارد. ستاره نوترونی یا سیاهچاله.
هنوز نمی توان گفت که این شی چیست، اما محققان معتقدند که محصول ادغام قبلی بین دو ستاره نوترونی است. چند سال پیش، برخورد مشابهی که با استفاده از امواج گرانشی شناسایی شد، جرمی 2.6 برابر خورشید ایجاد کرد. با جرم 2.76 خورشیدی، این یافته جدید شانس این را دارد که یک ستاره نوترونی بزرگتر باشد.
اکنون که چنین جنایتی کشف شده است، محققان تصمیم گرفته اند هویت او را فاش کنند. دوتا گفت: کار ما با این سامانه هنوز کامل نشده است. کشف ماهیت واقعی آن نقطه عطفی در درک ما از ستاره های نوترونی، سیاهچاله ها و هر ماده دیگری است که ممکن است در شکاف جرمی سیاهچاله در کمین باشد.
این تحقیق در مجله Science منتشر شده است.