امواج گرانشی از سیاه‌چاله‌های ستاره‌خوار شناسایی شدند
در زندگی یک اخترفیزیکدان لحظاتی وجود دارند که انگار مدتهاست سر کار بوده! فرض کنید شما سال‌ها برای یک رویداد کیهانی عظیم صبر می‌کنید تا امواج شدیدی را از طریق بافت فضا زمان بفرستد و بعد دو مورد نزدیک، بلافاصله به هم می‌رسند.
سال‌ها پس از آن که دانشمندان جستجوی ارتعاشات در فضا زمان را که توسط آلبرت انیشتین پیش‌بینی شده بود، آغاز کردند، ردیاب‌های موج گرانشی در ایالات متحده و اروپا نخستین سیگنال‌ها از فروپاشی دو ستاره نوترونی به سیاه‌چاله‌ها را کشف کردند که صدها میلیون سال نوری از ما دورند.
دکتر «ویوین ریموند» در موسسه اکتشاف گرانش دانشگاه «کاردیف» می‌گوید: «در مورد اجرامی صحبت می‌کنیم که جرم آنها بیش از خورشید است و بلعیده شده‌اند. ما دوست داریم که ستاره‌های نوترونی از هم پاشیده و خرد شوند؛ چرا که در این صورت فرصت‌های زیادی برای بخش جذابی از فیزیک به وجود می‌آید. اما فکر می‌کنیم که این سیاه‌چاله‌ها به اندازه کافی بزرگ بودند که ستاره‌های نوترونی را کامل ببلعند.»
نخستین برخورد که «GW200105» نام دارد، در داده‌های ثبت شده در ۵ ژانویه ۲۰۲۰ مشاهده شد. داده‌هایی که توسط «لیگو»، رصدخانه موج گرانشی با تداخل‌سنج لیزری ایالات متحده ثبت شدند. امواج گرانشی که توسط این رویداد پراکنده شدند، نشان می‌دهند که یک ستاره نوترونی با دو برابر جرم خورشید به سیاه‌چاله‌ای با ۹ برابر جرم خورشید سقوط کرده است. این امواج گرانشی با سرعت نور، که هنگام گذر از جهان فضا زمان را فشرده و منبسط می‌کنند، ۹۰۰ میلیون سال طول کشیده تا به زمین برسند!
ده روز بعد لیگو و آشکارساز موج گرانشی «ویرگو» در ایتالیا دومین سیگنال متمایز را ثبت کردند. این سیگنال با نام «GW200115» هنگامی تولید شده که یک ستاره نوترونی ۵۰ درصد پر جرمتر از خورشید به سیاه‌چاله‌ای با شش برابر جرم خورشید برخورد کرده است. این رویداد در فاصله یک میلیارد سال نوری، از اولی نیز دورتر است. جزئیات آن در «Astrophysical Journal Letters» منتشر شده است.
زمانی که ستاره‌ها به انتهای عمر خود می‌رسند و تحت جاذبه خودشان فرومی‌پاشند، سیاه‌چاله‌ها و ستاره‌های نوترونی از آنها باقی می‌مانند. در برخی موارد آنها به صورت جفت در سامانه‌های ستاره‌ای دوتایی پدید می‌آیند، به طوری که یکی به دور دیگری می‌چرخد. ستارگان نوترونی از عجیب‌ترین اجرام در جهانی که می‌شناسیم هستند. با قطر تقریبی ۳۰ کیلومتر، پوسته و هسته کریستالی دارند. آنها آن قدر چگالند که وزن یک قاشق چای‌خوری از ستاره نوترونی به اندازه کوه اورست است.
امواج گرانشی به طور مداوم از زمین عبور می‌کنند، اما لرزه‌هایشان در فضا زمان بسیار ظریفتر از آن است که تشخیص داده شوند؛ مگر آنکه در اثر برخورد اجرام بسیار عظیم و پر جرم تحریک شوند. دانشمندان اولین بار در سال ۲۰۱۶ از کشف امواج گرانشی حاصل از برخورد دو سیاه‌چاله خبر دادند. از آن زمان امواج حاصل از ادغام ستاره‌های نوترونی را نیز مشاهده کرده‌اند و این اولین بار است که امواج گرانشی حاصل از برخورد ستاره‌های نوترونی به سیاه‌چاله‌ها ثبت می‌شوند.
«چیس کیمبال»، دانشجوی تحصیلات تکمیلی در دانشگاه «نورث وسترن» در «ایلینوی» می‌گوید: «با این رخدادها تصویر ادغام احتمالی میان سیاه‌چاله‌ها و ستاره‌های نوترونی را تکمیل کردیم. این به این معنی نیست که هیچ کشف جدیدی در زمینه امواج گرانشی باقی نمانده. منابع موج گرانشی زیادی مورد انتظارمان هستند که هنوز ثبت نشده‌اند؛ از امواج پیوسته ستاره‌های نوترونی که با سرعت می‌چرخند تا انفجارهای ابرنواخترهای نزدیک و من مطمئن هستم که جهان می‌تواند راه‌هایی برای شگفتی ما پیدا کند.»
