اخیراً اخترشناسان موفق شدهاند برخوردی میان دو ستاره نوترونی را در ناحیهای غیرمنتظره از جهان کشف کنند؛ رویدادی کمسابقه که میتواند به حل دو معمای مهم درباره این اجرام اسرارآمیز کیهانی کمک کند. این کشف جدید توجه بسیاری از دانشمندان حوزه اخترفیزیک را به خود جلب کرده، زیرا محل وقوع این برخورد با آنچه پیشتر درباره چنین پدیدههایی تصور میشد تفاوت قابل توجهی دارد.
ستارههای نوترونی از عجیبترین و افراطیترین اجرام شناختهشده در جهان هستند. این اجرام پس از فروپاشی ستارههای عظیم در پایان عمرشان شکل میگیرند. زمانی که یک ستاره پرجرم سوخت هستهای خود را از دست میدهد، هسته آن تحت فشار گرانش بهشدت فشرده میشود و در نهایت ستارهای فوقالعاده متراکم به وجود میآید که بیشتر از نوترون تشکیل شده است.
با وجود اینکه قطر یک ستاره نوترونی معمولاً تنها حدود ۱۵ کیلومتر است، جرم آن میتواند حدود ۱.۵ برابر جرم خورشید باشد. این تراکم حیرتانگیز باعث میشود ماده درون آن به حالتی برسد که در شرایط عادی در جهان قابل مشاهده نیست. به همین دلیل، اخترشناسان این اجرام را یکی از شدیدترین و پیچیدهترین پدیدههای کیهانی میدانند.
اکنون مطالعهای جدید که در مجله علمی The Astrophysical Journal Letters منتشر شده، از کشف برخوردی غیرمعمول میان دو ستاره نوترونی خبر میدهد. نکته مهم اینجاست که این برخورد در یک کهکشان کوچک رخ داده؛ موضوعی که تاکنون تقریباً بیسابقه بوده است.
معمولاً چنین برخوردهایی در کهکشانهای متوسط یا بزرگ مشاهده میشوند، زیرا این کهکشانها تعداد بسیار بیشتری ستاره دارند و احتمال شکلگیری سامانههای دوتایی ستارههای نوترونی در آنها بالاتر است. اما این بار اخترشناسان موفق شدهاند نمونهای متفاوت را در محیطی بسیار کوچکتر شناسایی کنند.
این رویداد که GRB 230906A نامگذاری شده، با استفاده از Chandra X-ray Observatory یا رصدخانه پرتو ایکس چاندرا کشف شد. این تلسکوپ فضایی که توسط NASA اداره میشود، برای مشاهده پرتوهای ایکس منتشرشده از پدیدههای پرانرژی کیهانی طراحی شده است.
رصدخانه چاندرا به اخترشناسان اجازه داد محل دقیق این برخورد را مشخص کنند. پس از آن، پژوهشگران از تلسکوپهای Swift Observatory و Hubble Space Telescope برای تصویربرداری از منطقه استفاده کردند.
تصاویر ثبتشده نشان دادند که این برخورد در یک کهکشان کوچک واقع در فاصله حدود ۴.۷ میلیارد سال نوری از زمین رخ داده است. این فاصله عظیم به این معناست که نور مشاهدهشده از این رویداد، میلیاردها سال در فضا سفر کرده تا به تلسکوپهای ما برسد.
به گفته Simone Dichiara از دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا که رهبری این پژوهش را بر عهده داشته، این کشف میتواند به حل دو معمای مهم در اخترشناسی کمک کند.
نخستین معما مربوط به انفجارهای پرتو گاماست. برخورد دو ستاره نوترونی معمولاً باعث تولید انفجارهای بسیار قدرتمندی از پرتو گاما میشود که به نام Gamma-Ray Burst یا GRB شناخته میشوند. این انفجارها از پرانرژیترین رویدادهای جهان محسوب میشوند.
اما اخترشناسان مدتهاست با این پرسش مواجهاند که چرا برخی از این انفجارهای گاما ظاهراً در کهکشان میزبان یا حتی در نزدیکی کهکشانهای شناختهشده دیده نمیشوند. اکنون کشف جدید نشان میدهد که ممکن است برخی از این رویدادها در کهکشانهای کوچک و کمنور رخ دهند؛ کهکشانهایی که شناسایی آنها بسیار دشوار است.
به عبارت دیگر، این کشف میتواند توضیح دهد که چرا گاهی منشأ برخی انفجارهای گاما نامشخص باقی میماند. اگر چنین برخوردهایی در کهکشانهای کوچک رخ دهند، ممکن است نور و ساختار آن کهکشانها آنقدر ضعیف باشد که در مشاهدات اولیه قابل تشخیص نباشند.
دومین معمایی که این پژوهش میتواند به توضیح آن کمک کند، مربوط به منشأ فلزات سنگین در جهان است. دانشمندان مدتهاست میدانند که عناصری مانند طلا، پلاتین و برخی فلزات سنگین دیگر در شرایط بسیار شدید کیهانی شکل میگیرند. یکی از مهمترین نظریهها این است که برخورد ستارههای نوترونی عامل تولید این عناصر ارزشمند است.
در چنین برخوردهایی، مقدار عظیمی انرژی آزاد میشود و شرایطی فوقالعاده شدید برای انجام واکنشهای هستهای به وجود میآید. این واکنشها میتوانند عناصر سنگینی مانند طلا و پلاتین تولید کنند که بعداً در گازها و ابرهای میانستارهای پخش میشوند و در نهایت وارد نسلهای بعدی ستارهها و سیارات میشوند.
اما تاکنون مشخص نبود چرا برخی از این فلزات سنگین در مناطقی دور از مرکز کهکشانها یافت میشوند. کشف جدید میتواند پاسخی احتمالی برای این موضوع ارائه دهد. اگر برخورد ستارههای نوترونی در کهکشانهای کوچک رخ دهد، مواد حاصل از این انفجارها ممکن است به مناطق دوردستتری منتقل شوند و در نتیجه فلزات سنگین در بخشهای مختلف فضا پراکنده شوند.
البته دانشمندان تأکید میکنند که هنوز برای تأیید کامل این فرضیهها به تحقیقات بیشتری نیاز است. اخترشناسان قصد دارند در آینده برخوردهای مشابه بیشتری را بررسی کنند تا مشخص شود آیا این پدیده واقعاً رایجتر از چیزی است که قبلاً تصور میشد یا خیر.
در مجموع، کشف برخورد دو ستاره نوترونی در یک کهکشان کوچک، پنجره تازهای به روی درک ما از جهان باز کرده است. این رویداد نهتنها اطلاعات جدیدی درباره رفتار ستارههای نوترونی ارائه میدهد، بلکه میتواند در توضیح منشأ انفجارهای گاما و شکلگیری عناصر سنگین در جهان نیز نقش مهمی داشته باشد. چنین کشفیات نشان میدهند که جهان هنوز پر از رازهایی است که دانشمندان تازه در آغاز مسیر کشف آنها قرار دارند.
