عندما تصطدم النجوم النيوترونية ، فإنها تخرج بانفجار هائل ، مما يؤدي إلى انفجار أقوى بألف مرة من المستعر الأعظم. لكن في بعض الأحيان يخرجون وهم يتذمرون ، وتوضح مجموعة حديثة من المحاكاة السبب: يتحولون إلى ثقب أسود.
كان اكتشاف موجات الجاذبية الناتجة عن اصطدام النجوم النيوترونية في عام 2017 لحظة فاصلة في علم الفلك. بالإضافة إلى إشعاع الجاذبية ، لاحظ علماء الفلك أيضًا الحدث بمجموعة من التلسكوبات الكهرومغناطيسية ، كل شيء من الراديو إلى أشعة جاما. كشفت الجهود المشتركة أن النجوم النيوترونية المتصادمة أنتجت كيلونوفا ، وهو نوع معين من الانفجار أقوى بنحو 1000 مرة من مستعر أعظم نموذجي.
ولكن بعد ذلك بعامين ، مماثلة إشارة موجة الجاذبية ، المعروف باسم GW190425 ، لم يكن لديه أي نظير كهرومغناطيسي. باعتراف الجميع ، لم يكن هذا هو الوقت الأفضل لتلسكوباتنا لإجراء المسح في تلك المنطقة من السماء ، ولكن كل الأشياء التي اعتبرت أنها كانت هادئة نسبيًا.
كيف يمكن أن يصطدم نجمان نيوترونيان دون أن يتركا وميضًا عنيفًا من الإشعاع؟
مؤخرا فريق من علماء الفلك لجأوا إلى عمليات محاكاة حاسوبية عملاقة كبيرة لتقديم إجابة . بما في ذلك أكبر قدر ممكن من الفيزياء ذات الصلة ، فقد شاهدوا نجومًا نيوترونية متظاهرة تصادمت بطرق مختلفة. على وجه التحديد ، حاولوا محاكاة حدث الاندماج الذي أدى إلى إشارة موجة الجاذبية GW190425.
وجد فريق من الباحثين الأوروبيين ، باستخدام بيانات من أداة X-shooter على تلسكوب كبير جدًا التابع لـ ESO ، توقيعات من السترونشيوم تشكلت في اندماج نجم نيوتروني. يُظهر انطباع هذا الفنان نجمين نيوترونيين صغيرين ولكن كثيفين جدًا عند النقطة التي يندمجون فيها وينفجرون على شكل كيلونوفا. في المقدمة ، نرى تمثيلاً للسترونشيوم المُنشأ حديثًا. حقوق الصورة: ESO / L. كالسادا / م. كورنميسر
وفقًا للإشارة ، كان للنجمين النيوترونيين كتلة مجمعة تبلغ 3.5 كتلة شمسية ، لكن نجمًا نيوترونيًا واحدًا كان ضعف وزن الآخر . كان هذا مختلفًا تمامًا عن كيلونوفا 2017 ، الذي ظهر فيه نجمان نيوترونيان متساويان في الكتلة تقريبًا.
كشفت عمليات المحاكاة أنه عندما يصطدم نجمان نيوترونيان غير متساويين الكتلة ، فهذا ليس مجرد اصطدام مباشر بالسيارة. إنها فوضى رهيبة.
إن جاذبية النجم النيوتروني الأكبر قادرة على تمزيق النجم الأصغر ، وتحويله إلى أشلاء نجمية قبل الاصطدام بفترة طويلة. بعد ذلك ، بدلاً من مجرد الاصطدام ببعضه البعض ، تتساقط المادة من النجم النيوتروني الأصغر ممزقًا على النجم الأكبر ، مما يؤدي إلى انهيار الجاذبية وتحويله إلى ثقب أسود.
بمجرد تشكل الثقب الأسود ، يأكل أي إشارة إشعاع محتملة قد تكون تركت النظام. في هذه الأثناء ، تستمر البقايا الممزقة للنجم النيوتروني الأصغر في الدوران ، وتنزلق ببطء نحو الثقب الأسود دون صرخة طلبًا للمساعدة أو وميضًا من الإشعاع.
تُظهر هذه المحاكاة كيف يمكن أن يصطدم نجمان نيوترونيان دون إحداث انفجار كيلونوفا المقابل ، مما قد يفسر إشارة موجات الجاذبية الصامتة بشكل غامض من عام 2019.
