یک گروه تحقیقاتی بین المللی در حال تلاش برای کشف هویت جسم عجیبی است که در حومه کهکشان راه شیری یافت شده است که به عقیده آنها ستاره نوترونی یا سیاهچاله است.
به گزارش ایسنا، به نقل از Science Alert، در خوشه ای از ستارگان که از قسمت های بیرونی کهکشان می گذرند، ستاره شناسان یک جرم بسیار کوچک و بسیار متراکم را شناسایی کرده اند که در یک رقص مداری با یک تپ اختر میلی ثانیه ای قفل شده است. آنها می گویند که جنایت مرموز فقط دو چیز می تواند باشد. ستاره نوترونی یا سیاهچاله.
هر یک از این دو مورد یک کشف هیجان انگیز است. اگر این یک ستاره نوترونی است، احتمالاً سنگین‌ترین ستاره در نوع خود است که تا به حال دیده‌ایم. اگر سیاهچاله باشد، احتمالاً سبک ترین نمونه در نوع خود است.
با جرمی معادل بین 2.09 و 2.71 خورشید، در انتهای پایین منطقه ای بین 2.2 تا پنج جرم خورشیدی قرار دارد که تاکنون تعداد بسیار کمی از ستاره های نوترونی یا سیاهچاله ها کشف شده است.
بن استپرز، اخترفیزیکدان دانشگاه منچستر می گوید: «هر دو احتمال هیجان انگیز هستند. یک سیستم تپ اختر-سیاهچاله یک هدف مهم برای آزمایش تئوری های گرانش خواهد بود و یک ستاره نوترونی سنگین اطلاعات جدیدی در مورد فیزیک هسته ای ارائه می دهد.
ستاره های نوترونی و سیاهچاله ها ارتباط نزدیکی با هم دارند. هر دو اجرام با چگالی بالا هستند که از فروپاشی گرانشی هسته یک ستاره پرجرم در هنگام مرگ تشکیل شده اند. تفاوت آنها در میزان جرم است. یک ستاره نوترونی می تواند تا 2.3 برابر خورشید جرم داشته باشد، اما ذرات درون یک ستاره نوترونی تا حد ممکن فشرده می شوند و ستاره شبیه یک هسته اتمی بزرگ است. با این حال، اگر جرم بیشتری اضافه شود، نمی توان از فروپاشی بیشتر آن جلوگیری کرد. بنابراین هسته های پرجرم تر، حداقل از نظر تئوری، باید به طور کامل در سیاهچاله ها فرو بریزند. با این حال، تعداد بسیار کمی سیاهچاله با جرم کمتر از پنج خورشید شناسایی شده است.
یک گروه تحقیقاتی بین المللی به سرپرستی “Ewan Barr” و “Arunima Dutta” اخترفیزیکدانان “موسسه ماکس پلانک برای نجوم رادیویی” با بررسی یک تپ اختر میلی ثانیه ای عجیب به نام “PSR J0514-4002E” این جرم را کشف کردند. در یک خوشه ستاره ای به نام “NGC 1851” (NGC 1851) آنها کشف کردند که حدود 54 هزار سال نوری از مرکز کهکشان فاصله دارد.
داده های رادیویی جمع آوری شده توسط آرایه MEERKat در آفریقای جنوبی، حضور یک همراه نامرئی را در مداری 7.44 روزه با تپ اختر نشان داد. محققان می خواستند بدانند که آن جرم چیست.
تپ اخترهای میلی ثانیه ای ستارگان نوترونی هستند که بسیار سریع می چرخند. در حین چرخش، امواج رادیویی را در فواصل زمانی دقیق ساطع می کنند. PSR J0514-4002E تقریباً 170 بار در ثانیه می چرخد. از آنجایی که زمان‌بندی بسیار دقیق است، ستاره‌شناسان می‌توانند به دنبال تغییرات کوچک در پالس‌ها باشند و از آن اطلاعات برای مطالعه ویژگی‌های تپ‌اختر و محاسبه فاصله آن استفاده کنند.
بار گفت: «به این فکر کنید که بتوانید یک کرونومتر تقریباً کامل را در مدار ستاره‌ای در فاصله 40000 سال نوری قرار دهید و سپس بتوانید آن مدارها را با دقت میکروثانیه زمان‌بندی کنید.
با بررسی داده های زمان بندی تپ اختر، محققان توانستند فاصله تا PSR J0514-4002E، جرم تپ اختر و جرم کل سیستم را محاسبه کنند. آنها جرم این پدیده مرموز را با کم کردن جرم تپ اختر تعیین کردند.
این جسم بسیار کم نور است که نمی تواند یک “ستاره دنباله اصلی” باشد و آنقدر پرجرم است که به عنوان یک کوتوله سفید طبقه بندی شود. این تنها دو احتمال باقی می گذارد. ستاره نوترونی یا سیاهچاله.
در این مرحله نمی توان گفت که جسم مورد نظر کدام یک می تواند باشد، اما محققان معتقدند که این جرم حاصل ادغام قبلی دو ستاره نوترونی است. چندین سال پیش، برخورد مشابهی که با استفاده از امواج گرانشی شناسایی شد، جرمی به اندازه 2.6 برابر خورشید ایجاد کرد. با جرم 2.76 خورشیدی، این یافته جدید این شانس را دارد که یک ستاره نوترونی بزرگتر باشد.
اکنون که چنین جنایتی پیدا شده است، محققان تصمیم گرفته اند هویت آن را فاش کنند. دوتا گفت: کار ما با این سیستم هنوز تمام نشده است. کشف ماهیت واقعی آن نقطه عطفی در درک ما از ستاره های نوترونی، سیاهچاله ها و هر ماده دیگری است که ممکن است در شکاف جرمی سیاهچاله در کمین باشد.