آیا بر روی ستاره‌های نوترونی کوه وجود دارد؟

مجله علمی ایلیاد - مدل‌های جدیدی که دانشمندان از ستاره‌های نوترونی توسعه داده‌اند، نشان می‌دهد که کوه‌های موجود بر روی این ستاره‌ها کمتر از یک میلی‌متر ارتفاع دارند. دلیل ارتفاع کم این کوه‌ها به گرانش شدید این اجرام فوق چگال برمی‌گردد. نتایج این مطالعه‌ی جدید در کنفرانس سال ۲۰۲۱ انجمن ملی ستاره‌شناسی آمریکا ارائه شده است.

ستاره‌های نوترونی از چگال‌ترین اجرام در جهان هستند. این ستاره‌ها معمولاً به اندازه‌ی خورشید جرم دارند، ولی قطر آن‌ها تنها ۱۰ کیلومتر است که برابر با یک شهر بزرگ روی زمین است. از آنجا که این ستاره‌ها فشردگی بالایی دارند، کشش گرانشی آن‌ها میلیاردها برابر زمین است. به دلیل وجود همین گرانش وحشتناک، هر چیزی که بر روی سطح این ستاره‌ها وجود داشته باشد، دچار کاهش ابعاد می‌شود و به همین خاطر این ستاره‌ها کروی کاملاً صاف هستند.

به طور کل هر نوع تغییر شکلی که بر روی سطح یک ستاره وجود داشته باشد، با عنوان «کوه» شناخته می‌شود. محققین دانشگاه ساوتهمپتون از مدل‌سازی‌های محاسباتی استفاده کرده‌اند و ستاره‌های نوترونی واقعی را شبیه‌سازی کرده‌ و آن‌را در معرض نیروهای مربوطه قرار داده‌اند تا نحوه‌ی شکل‌گیری کوه‌های روی این نوع ستاره‌ها را درک کنند. آن‌ها همچنین نقش مواد هسته‌ای فوق چگال را در پشتیبانی از شکل‌گیری کوه‌ها بررسی کرده‌اند و دریافته‌اند که بلندترین کوه‌های شکل گرفته بر روی این ستاره‌ها به اندازه‌ی کمتر از یک میلی‌متر ارتفاع دارند.

این تخمین حدود ۱۰۰ برابر کمتر از تخمین‌های گذشته در مورد این کوه‌ها است. در تحقیقات گذشته محققین ارتفاع کوه‌های موجود بر روی ستاره‌های نوترونی را در حد چند سانتی‌متر تخمین زده بودند. محاسبات گذشته با این فرض انجام شده بود که پوسته‌ی ستاره‌های نوترونی در همه جا در آستانه‌ی شکسته شدن است. مدل‌سازی‌های اخیر محققین نشان داده است که این فرض نمی‌تواند واقعیت داشته باشد.

نتایج به‌دست آمده نشان داده‌اند که ستاره‌های نوترونی اجرام شگفت‌انگیزی هستند و محققین با استفاده از این مدل‌سازی دریافته‌اند که احتمالاً رصد امواج گرانشی ناشی از ستاره‌های نوترونی چرخان، چالش‌برانگیزتر از چیزی است که تا کنون تصور می‌شد.

ستاره‌های نوترونی به دلیل گرانش شدیدی که دارند، می‌توانند فضا-زمان را به نحوی دچار نوسان کنند و امواج گرانشی را ایجاد کنند. محققین امیدوارند که با به نتیجه رسیدن شناساگرهای فوق حساسی مشابه LIGO و VIRGO بتوانند این امواج را بهتر مطالعه کنند.