ستاره‌های نوترونی فوق‌سنگین چقدر عمر می‌کنند؟

مجله علمی ایلیاد - ستاره‌شناسان با استفاده داده‌های مربوط به ۷۰۰ انفجار اشعه‌ی گاما که توسط تلسکوپ‌ها و رصدخانه‌های مختلف دنیا شناسایی شده‌اند، توانسته‌اند ستاره‌های نوترونی فوق سنگینی را قبل از انفجار و تبدیل به سیاه‌چاله‌ شدن شناسایی کنند.

ستاره‌های نوترونی که «کره‌های آبی» نیز نامیده می‌شوند، در مرکز دیسک‌های گازی دوران می‌کنند. این ستاره‌ها زمانی شکل می‌گیرند که هسته‌ی یک ستاره‌ی عظیم، خالی از سوخت شده و متلاشی می‌شود. در اثر متلاشی شدن ستاره‌های عظیم امواج شوک ایجاد می‌شود که این امواج بقایای ستاره‌ی مادر را به‌صورت انفجار ابرنواختر درمی‌آورد.

ستاره‌های نوترونی معمولاً جرمی بیشتر از خورشید را درون کره‌ای به اندازه‌ی یک شهر متوسط جمع می‌کنند، ولی اگر جرم آن‌ها از یک حد آستانه‌ی خاص بیشتر شود، متلاشی شده و تبدیل به سیاه‌چاله می‌شوند.

ستاره‌های نوترونی فوق سنگین معمولاً دو برابر یک ستاره‌ی نوترونی معمولی جرم دارند. این ستاره‌ها معمولاً در هر دقیقه ۷۸،۰۰۰ بار دوران می‌کنند که سرعت بسیار بالایی است. سرعت دوران بالا باعث می‌شود از متلاشی شدن ستاره جلوگیری شود و به این ترتیب این ستاره‌ها قبل از تبدیل شدن به سیاه‌چاله چندین دقیقه عمر می‌کنند.

انفجارات اشعه‌ی گامای کوتاه معمولاً زمانی شکل می‌گیرند که دو ستاره‌ی نوترونی در حال دوران با یکدیگر برخورد می‌کنند و در نهایت تبدیل به سیاه‌چاله می‌شوند. با این حال، توالی این اتفاقات کاملاً شناخته شده نیست. در بخشی از این اتفاقات، سیاه‌چاله‌ی نوظهور اشعه‌ی گامای شدیدی از خود ساطع می‌کند که بالاترین انرژی نوری را دارد.

ستاره‌های نوترونی در حال ادغام، تولید امواج گرانشی قدرتمندی می‌کنند که توسط رصدخانه‌های زمینی نیز قابل تشخیص هستند. شبیه‌سازی‌ کامپیوتری ادغام ستاره‌های نوترونی نشان داده است که امواج گرانشی در نتیجه‌ی متلاشی شدن، به یکباره ایجاد فرکانس‌های بالاتر از ۱۰۰۰ هرتز می‌کنند. این سیگنال برای رصدخانه‌های زمینی سریع و کم‌نور هستند و به راحتی قابل تشخیص نیستند. با این حال دانشمندان با استفاده از رصدخانه‌های سویفت و فرمی توانسته‌اند این سیگنال‌ها را بر اساس داده‌های جمع‌آوری شده بین سال‌های ۱۹۹۱ تا ۱۹۹۳ کشف کنند. به این ترتیب اکنون ستاره‌شناسان می‌توانند با استفاده از این کشفیات امواج گرانشی ناشی از ستاره‌های نوترونی در حال متلاشی شدن را بهتر تشخیص دهند.

نتایج این مطالعه در مجله Nature منتشر شده است.