شبیه سازی برخورد دو ستاره نوترونی در چند میلی ثانیه

به گزارش خبرگزاری مهر، این شبیه سازی که با استفاده از ابررایانه "دامیانا" در موسسه آلبرت اینشتین انجام گرفته پدیده ای را مصور کرده است که در کمتر از 35 میلی ثانیه رخ می دهد، سرعتی سه برابر بیشتر از سرعت پلک بر هم زدن. انفجارهای کوتاه گامایی از جمله درخشانترین پدیده های شناخته شده جهان به شمار می روند و میزان انتشار انرژی آنها در چند ثانیه با کل انرژی که در یک سال توسط یک کهکشان آزاد می شود، برابری می کند.

امواج گامایی بلندتر از دو ثانیه از رایجترین انواع این امواج هستند و گمان می رود این امواج در اثر فروپاشی ستاره های عظیم به درون سیاهچاله ها به وجود می آیند با فروریختن مواد به درون سیاهچاله ها، برخی از انواع آنها در خلاف جهت و با سرعتی برابر سرعت نور فوران می کنند این فورانها به میان ستاره در حال فروپاشی نفوذ کرده و انفجارهایی از امواج گاما به وجود می آورد.

درک پرتوهای کوتاه گامایی که به سرعت نیز ناپدید می شوند بسیار دشوار است، اخترشناسان برای انجام مطالعاتی که به درک درستی از هویت این پرتوها برسد، با مشکلات فراوانی مواجهند اما این وضعیت از سال 2004 ، زمانی که ماهواره سوئیفت ناسا به سرعت ردیابی موقعیت انفجارهای گامایی را آغاز کرد، رو به تغییر گذاشت.

یک ستاره نوترونی هسته ای درهم فشرده و محصول انفجار ستاره ای است، مواد این هسته به چنان تراکمی دست پیدا می کند که امکان ساخت آن بر روی زمین وجود ندارد زیرا یک قاشق چایخوری از مواد این ستاره وزنی بیشتر از کوههای هیمالیا دارد.

شبیه سازی برخورد دو ستاره نوترونی بر روی زمین با شبیه سازی دو ستاره نوترونی آغاز شد که در فاصله 17 کیلومتری از یکدیگر در گردش بودند. هر یک از این ستاره ها جرمی 1.5 برابر خورشید در کره ای به وسعت 27 کیلومتر بودند و میدان مغناطیسی یک تریلیون بار قدرتمندتر از میدان مغناطیسی خورشید به وجود آوردند.

در کمتر از 15 میلی ثانیه، دو ستاره با یکدیگر برخورد کرده، با یکدیگر ترکیب شده و به سرعت به سیاهچاله ای در حال چرخش تبدیل شدند که وزنی برابر 2.9 ستاره خورشید داشت. سپس توده ای بسیار متراکم با حرارتی بیش از 18 میلیارد درجه فارنهایت سیاهچاله ستاره نوترونی را در بر گرفت. این برخورد قدرت میدانهای مغناطیسی ترکیب شده را تشدید کرد اما در عین حال آن را آشفته و بی نظم ساخت.

طی 11 میلی ثانیه بعدی جریان گاز با سرعتی برابر سرعت نور قدرت میدان مغناطیسی را افزایش داد و به سرعت قدرت این میدان را به هزاران برابر قدرت میدان مغناطیسی ابتدایی ستاره های نوترونی تبدیل کرد در همین زمان فضایی که برخورد در آن صورت گرفته بود به تدریج آرام گرفته و به تدریج دو قیف در محور چرخش سیاهچاله به وجود آمد.

بر اساس گزارش ناسا، این دقیقا همان ساختاری است که برای آغاز انفجارهای گامایی به آن نیاز است، ساختاری برای قدرت دادن به فورانهایی از ذرات مافوق سریع که می توانند انفجارهای کوتاه گامایی خلق کنند. محققان معتقدند برای اثبات این مدل شبیه سازی شده از ترکیب ستاره های نوترونی، باید در انتظار کشف امواج گرانشی بود، امواجی در تار و پود فضا-زمان که در نظریه نسبیت پیش بینی شده است. این مطالعه می تواند جزئیات زیادی را در ارتباط با نیروهای محرک برخی از قدرتمند ترین انفجارهای جهان توضیح دهد.