ستارهشناسانی که مرکز شلوغ کهکشان راه شیری را بررسی میکردند، یک سیگنال امیدوارکننده شناسایی کردهاند که از هیچ جسم شناختهشدهای در کهکشان سرچشمه نمیگیرد و احتمال دارد به فعالیتهای اطراف سیاهچاله فوقسنگین مرکز کهکشان، یعنی Sagittarius A* مرتبط باشد. این کشف نادر شامل یک کاندیدای تپاختر میلیثانیهای به نام BLPSR است که با سرعتی معادل هر ۸.۱۹ میلیثانیه یک بار میچرخد و میتواند راه جدیدی برای دانشمندان فراهم کند تا نحوه عملکرد فضا و زمان تحت تأثیر گرانش فوقالعاده شدید را بررسی کنند.
تپاخترها به دلیل اینکه بهعنوان ساعتهای کیهانی بسیار دقیق عمل میکنند، حتی کوچکترین تغییرات در زمانبندی پالسهایشان میتواند اطلاعات ارزشمندی درباره نیروهای گرانشی قدرتمندی که در اطراف اجسام عظیم عمل میکنند، ارائه دهد. این ویژگی تپاخترها باعث میشود که محققان بتوانند اثرات گرانشی شدید را اندازهگیری و مدلسازی کنند و درک بهتری از چگونگی خم شدن فضا-زمان در نزدیکی اجرام بسیار پرجرم داشته باشند.
طبق گزارشی که در نشریه Astrophysical Journal منتشر شده است، گروهی از دانشمندان دانشگاه کلمبیا که بخشی از پروژه Breakthrough Listen Galactic Center Survey هستند، کاندیدای تپاختر با دوره چرخش ۸.۱۹ میلیثانیهای را نزدیک Sagittarius A* شناسایی کردهاند. این سیاهچاله، که مرکز کهکشان راه شیری را تشکیل میدهد، جرمی حدود ۴.۳ میلیون برابر جرم خورشید دارد و بنابراین اثرات گرانشی بسیار قدرتمندی روی همه اجسام اطراف خود اعمال میکند.
تپاخترها در واقع بازمانده ستارگان پرجرم هستند که به آنها ستارههای نوترونی گفته میشود. این اجرام بسیار سریع میچرخند و پرتوهایی از امواج رادیویی ساطع میکنند که با فواصل منظم از کنار زمین عبور میکنند، درست مانند یک فانوس دریایی کیهانی. زمانی که این سیگنالها ثابت باقی میمانند، دانشمندان میتوانند از آنها به عنوان شاخصهای زمانی فوقالعاده دقیق در فضا استفاده کنند. این دقت بالا باعث میشود که تپاخترها ابزار ارزشمندی برای مطالعه رفتار اجرام عظیم و اثرات گرانشی آنها باشند.
کارشناسان اشاره کردهاند که نیروهای خارجی قدرتمند، مانند گرانش یک سیاهچاله نزدیک، میتوانند اندکی زمانبندی پالسها را تغییر دهند. این تغییرات کوچک، اما قابل اندازهگیری، به دانشمندان امکان میدهد تا میزان خمیدگی فضا-زمان در محیطهای شدید گرانشی را تحلیل کنند و مدلهای پیشرفتهای برای بررسی اثرات گرانش ایجاد کنند. این موضوع اهمیت ویژهای دارد، زیرا مطالعه مستقیم اثرات گرانش قوی در آزمایشگاههای زمینی غیرممکن است و چنین اجرام کیهانی بهعنوان آزمایشگاههای طبیعی عمل میکنند.
سیاهچاله Sagittarius A* با جرمی حدود ۴.۳ میلیون برابر جرم خورشید، اثرات گرانشی عظیمی روی تمامی اجرام اطراف خود دارد. این نیروها میتوانند مسیر حرکت اجرام، تابشهای الکترومغناطیسی و حتی چرخش تپاخترها را تحت تأثیر قرار دهند. بنابراین شناسایی یک تپاختر میلیثانیهای نزدیک این سیاهچاله، فرصت بینظیری برای مطالعه مستقیم این اثرات فراهم میکند. دانشمندان میتوانند با رصد دقیق تغییرات کوچک در پالسها، رفتار فضا و زمان در محیطهای شدید گرانشی را بررسی کنند و اطلاعاتی درباره ساختار و عملکرد سیاهچالهها به دست آورند.
همچنین، این کشف به دانشمندان امکان میدهد تا بررسی کنند که آیا رفتار تپاخترها تحت تأثیر گرانش شدید بهطور قابل پیشبینی است یا نه. این اطلاعات میتواند به توسعه نظریههای گرانش و فیزیک بنیادی کمک کند و همچنین اطلاعات جدیدی درباره تعامل بین سیاهچالهها و ستارههای نوترونی ارائه دهد. با مطالعه دقیق این تپاختر، محققان میتوانند محدودیتهای نظریه نسبیت عام را آزمایش کنند و حتی به کشف پدیدههای جدید در فضا دست یابند که تاکنون مشاهده نشدهاند.
دانشمندان در حال حاضر مشاهدات پیگیری را آغاز کردهاند تا مشخص شود که این سیگنال واقعاً متعلق به یک تپاختر میلیثانیهای است یا خیر. آنها دادههای بهدست آمده را بهصورت عمومی منتشر کردهاند تا تیمهای تحقیقاتی سراسر جهان بتوانند نتایج را بررسی و تأیید کنند. این رویکرد شفاف باعث میشود که کشف بهطور مستقل بررسی شود و اطمینان حاصل شود که یافتهها دقیق و قابل اعتماد هستند.
از آنجا که تپاخترها به عنوان ساعتهای کیهانی دقیق عمل میکنند، حتی کوچکترین تغییرات در زمانبندی پالسها میتواند اطلاعات بسیار ارزشمندی درباره شدت و جهت نیروهای گرانشی اطراف سیاهچاله ارائه دهد. این اطلاعات میتواند به درک بهتر رفتار اجرام پرجرم و نحوه تعامل آنها با محیط اطراف کمک کند. همچنین مطالعه چنین پدیدهای میتواند برای فیزیکدانان و اخترشناسان مدلهای پیشبینیکننده دقیقتری ایجاد کند و درک ما از کیهان را توسعه دهد.
این کشف اهمیت ویژهای دارد زیرا تاکنون شناسایی تپاخترهای میلیثانیهای نزدیک به مرکز کهکشان بسیار نادر بوده است. بیشتر تپاخترهای شناختهشده در بخشهای دیگر کهکشان یافت شدهاند، اما این کاندیدای تازه نزدیک یک سیاهچاله فوقسنگین قرار دارد که فرصت منحصربهفردی برای بررسی اثرات گرانشی شدید فراهم میکند. بررسی این تپاختر میتواند به درک بهتر تعامل بین ستارههای نوترونی و سیاهچالهها کمک کند و اطلاعات جدیدی درباره ساختار داخلی و رفتار اجرام پرجرم ارائه دهد.
با توجه به پیچیدگی محیط اطراف Sagittarius A* و نیروهای عظیم گرانشی، مشاهده چنین پدیدهای میتواند به عنوان یک آزمایش طبیعی برای بررسی نظریههای گرانش و فیزیک نسبیتی عمل کند. دانشمندان با تحلیل دقیق زمانبندی پالسها و تغییرات کوچک آنها میتوانند مدلهای پیشرفتهای برای رفتار فضا-زمان در محیطهای شدید گرانشی ایجاد کنند و اثرات غیرعادی یا غیرمنتظره را شناسایی کنند.
در مجموع، کشف کاندیدای تپاختر میلیثانیهای BLPSR در نزدیکی سیاهچاله Sagittarius A* میتواند گامی بزرگ در مطالعه اثرات گرانش شدید و رفتار اجرام کیهانی باشد. این یافته نه تنها امکان بررسی دقیق نیروهای گرانشی و خمیدگی فضا-زمان را فراهم میکند، بلکه میتواند به توسعه نظریههای جدید در فیزیک بنیادی و اخترفیزیک کمک کند. با ادامه مشاهدات و تحلیل دادهها، دانشمندان امیدوارند بتوانند با دقت بیشتری اثرات گرانشی سیاهچالهها را مطالعه کنند و اطلاعات ارزشمندی درباره ساختار و رفتار مرکز کهکشان راه شیری به دست آورند.
به این ترتیب، این کشف فرصتی منحصربهفرد برای جامعه علمی فراهم میکند تا نحوه تعامل اجرام فوقالعاده پرجرم و فضا-زمان را در شرایط بسیار شدید بررسی کند و دانش بشر درباره کیهان را گسترش دهد. مطالعات آینده میتواند جزئیات بیشتری درباره این تپاختر و اثرات گرانشی اطراف سیاهچاله ارائه دهد و درک ما از کیهان و قوانین فیزیکی حاکم بر آن را عمیقتر کند.
