دانشمندان فقط بزرگترین ستاره نوترونی (یا کوچکترین سیاه چاله) در عجیب و غریب کیهانی برخورد

اخترفیزیکدانان را کشف عجیب ترین جاذبه-موج سیگنال در عین حال مشاهده است که می تواند نیروی دانشمندان به بازنویسی آنچه آنها در مورد جهان هستی است.

امواج گرانشی شکل زمانی که اشیاء تحریف فضا زمان اطراف آنها و ارسال امواج در سراسر جهان است. دانشمندان گرفتار همیشه اول تشخیص چنین امواجتشکیل شده توسط برخورد دو سیاه چاله ها در سال 2015.

از آن پس موج گرانشی تشخیص تنها بدست غریبه و دانشمندان تنها بدست بیشتر هیجان زده. در حال حاضر یک گروه از محققان اعلام کرده است برای تشخیص یک گرانشی-موج سیگنال ایجاد شده توسط برخورد شامل یک شی بزرگتر از بزرگترین و شناخته شده neutron star اما کوچکتر از کوچکترین شناخته شده سیاه چاله. اگر چه تشخیص است بیش از حد پیچیده برای دانشمندان همیشه امید به پین کردن دقیقا چه اتفاقی افتاده است, سیگنال را افزایش می دهد امید برای بیشتر عجیب و غریب مشاهدات آمده است. این تشخیص حتی می تواند نوید بخش یک درک جدید از چگونگی عظیم ستاره ای به نام انفجار supernovas اتفاق می افتد.

"این یک رویداد فوق العاده, آن را واقعا تغییر چگونه ما را در درک شکل گیری سیاه چاله ها و نوترون ستارگان" کریستوفر بری یک موج گرانشی ستاره شناس در دانشگاه نورث وسترن و همکاری نویسنده در تحقیقات جدید گفت: Space.com. "آن را یک راز باقی می ماند تا زمانی که ما می توانیم بیشتر مشاهدات اما این بدان معنا نیست که آن را نه آموزنده است."

مرتبط: جستجوی امواج گرانشی در تصاویر

"ما بسیار با اعتماد به نفس در نتایج این واقعا زیبا سیگنال," او گفت:. "این فوق العاده تمیز, chirp اگر شما به آمار نگاه کنید. من نمی توانستم آن را باور اولین بار من تو را دیدم آن را خیره کننده."

دانشمندان گرفتار موج گرانشی یا "جیر" در Aug. 14, 2019 بودند و بیشتر شیفته هنگامی که تجزیه و تحلیل اولیه پیشنهاد کرد که این برخورد می تواند در هم ادغام شده و یک سیاهچاله و یک ستاره نوترونی. برخورد این دو جسم یک نوع موج گرانشی صورتی که دانشمندان مشتاقانه انتظار بوده است از آنجایی که تا کنون آنها را تنها دیده ادغام از جفت همسان شده.

اما به عنوان اخترفیزیکدانان زد بیشتر تجزیه و تحلیل داده های آنها متوجه شدم آنها به دنبال چیزی است ، به گفته دانشمندان' تجزیه و تحلیل از ادغام رویداد یکی از برخورد اشیاء حدود 23 برابر جرم خورشید ما — که یک سیاه چاله — و از سوی دیگر حدود 2.6 برابر جرم خورشید ما — که یک ... خوب که چیزی.

توده-شکاف رمز و راز

این اندازه سقوط به آنچه دانشمندان در تماس با توده شکاف: یک شی به طور قابل توجهی کوچکتر از هر گونه سیاه چاله مورد مطالعه به تاریخ (حدود 5 برابر جرم خورشید) بلکه احتمالا بزرگتر از هر گونه شناخته شده neutron star (حدود 2.5 برابر جرم خورشید).

"ادغام از یک مخلوط طبیعت — سیاه چاله ها و نوترون ستاره ها — پیش بینی شده برای دهه اما این جسم فشرده در توده شکاف کامل تعجب" co-نویسنده ویکی Kalogera یک اخترفیزیکدان در دانشگاه نورث وسترن در بیانیه ای گفت. "حتی اگر ما نمی تواند طبقه بندی شی با اعتقاد راسخ ما را دیده اند یا سنگین ترین شناخته شده ستاره نوترونی و یا سبک ترین و شناخته شده ، در هر صورت آن را می شکند یک رکورد است."

تحت شرایط دیگر دانشمندان ممکن است قادر به تعیین هدف در واقع قبل از برخورد است که ایجاد شده قابل مشاهده chirp. اما سرنوشت نمی همکاری اینجا. دانشمندان نمی نقطه ای نور هر سیگنال که یک ستاره نوترونی می تواند تولید کرده اند — اما آن را رد نمی کند که این می توانست یک ستاره نوترونی.

و بر خلاف طور کلی به خوبی همسان برخورد دانشمندان مورد مطالعه قرار گرفته اند تا به امروز این جفت ارز بسیار ناهموار با بزرگتر شی حاوی حدود نه برابر جرم یکی کوچکتر و آن را حتی سخت تر برای دانشمندان برای دیدن جزئیات این رویداد در موج گرانشی chirp. "من فکر می کنم از Pac-Man خوردن کمی نقطه" Kalogera در بیانیه ای گفت:. "هنگامی که توده ها به شدت نامتقارن کوچکتر و جمع و جور شی خورده می شود توسط سیاه چاله در یک نیش می زنند."

این رویداد نیز دشوار است برای مطالعه به دلیل آن را کاملا دور است. برخورد به نظر می رسد که رخ داده است حدود 800 میلیون سال نوری دور از زمین برای بافت که حدود شش بار دور تر از دوتایی ستاره نوترونی ادغام شناسایی شده در ماه اوت سال 2017 با خود همراه فلش از نور است.

به دلیل این چالش ها واقعا کرک رمز و راز کیهانی توده شکاف دانشمندان نیاز به رعایت بیشتر از این مرزی اشیاء در بیشتر برخورد ترجیحا برخورد که نیست خیلی پیچیده را تجزیه و تحلیل. "در برابر توده دودویی خواهد بود یکی نزدیک حتی بهتر از" بری گفت.

و سنجاق کردن فازی عرصه بین ستاره نوترونی و سیاه چاله مهم نیست فقط برای دقت در خاطر بری گفت: آن را تغییر درک ما از جهان اطراف ما.

برای یک چیز, آن را به دانشمندان درباره چگونه نوترون ستاره ها — که بری به نام "ذرات نهایی colliders" ، "Neutron star ماده بسیار دشوار است برای مدل" او گفت:. "این هیچ چیز ما می توانیم شبیه سازی در اینجا بر روی زمین هستند بیش از حد شدید است." اما خواص آن ماده را تعیین حداکثر اندازه یک ستاره نوترونی به نقطه که در آن بزرگ ستاره نوترونی می شود بیش از حد بزرگ و فرو می ریزد و این مرزی است که مشاهدات مثل این تحقیقات جدید کمک خواهد کرد که پین کردن.

و درک جمعی فاصله (یا فقدان آن) را موج دار شدن از طریق فیزیک نجومی بسیار فراتر از این مشاهدات بری گفت. برای چندین دهه در حال حاضر اخترفیزیک مدل فرض شده است که در واقع وجود دارد فاصله بین بزرگترین ستاره نوترونی و کوچکترین سیاه چاله ها. اگر این فاصله معلوم می شود به طور قابل توجهی کوچکتر از آنچه قبلا تصور و یا وجود ندارد این مدل نیاز به بهینه سازی می شود. کسانی که بهینه سازی مدل می تواند تغییر درک ما از جهان به طور گسترده تر از جرم فاصله تعریف خود را بری گفت.

با این حال توده شکاف و راز گستراند این سیگنال جدید امتیاز برای ثروتمندان آینده موج گرانشی مشاهدات بری گفت.

"این عهد به این واقعیت است که ما تنها فقط شروع به کشف جهان با امواج گرانشی," او گفت:. "ما نمی دانیم که آنچه در خارج وجود دارد. ما دیده ایم برخی از منابع مشترک در حال حاضر ما می دانیم که چه نوع معمولی امواج گرانشی هستند. اما کامل پیچیدگی چه جانوران نادر در جنگل هستند و ما هنوز در تلاش برای پیدا کردن است."

این تحقیق توضیح داده شده است در یک مقاله منتشر شده امروز (23 ژوئن) در مجله اختر فیزیک نامه.

ایمیل Meghan بارتلس در mbartels@space.com یا او را دنبال کنید @meghanbartels. دنبال کنید با ما در توییتر @Spacedotcom و on Facebook.