סיקור מקיף

אסטרונומים גילו מיזוג של חור שחור וכוכב נייטרונים, ואז עוד אחד אחרי עשרה ימים בלבד

אירוע נדיר שהתרחש בינואר 2020 עדיין מרתק את המדענים, שמנסים ללמוד בעזרתו על מבנה כוכב הנייטרונים

כוכב ניוטרונים רגע לפני התמזגותו עם החור השחור. איור: Carl Knox OzGrav/Swinburne University of Technology
כוכב ניוטרונים רגע לפני התמזגותו עם החור השחור. איור: Carl Knox OzGrav/Swinburne University of Technology

החלק הפנימי של כוכב נייטרונים הוא אולי המצב המוזר ביותר של חומר ביקום. החומר לחוץ כל כך חזק שאטומים קורסים לתוך ים של חומר גרעיני. אנחנו עדיין לא בטוחים האם הגרעינים שלהם שומרים על שלמותם במצב הזה, או שהם נמסים לחומר קווארק. כדי להבין באמת את החומר של כוכב נייטרונים אנחנו צריכים להפריד אותו ולראות איך הוא פועל ובשביל לעשות את זה צריך חור שחור. לכן האסטרונומים נלהבים מהגילוי לאחרונה של לא פחות משני מיזוגים בין כוכב נייטרונים וחור שחור.

ההתנהגות של חומר נקבעת על ידי משוואת המצב שלו. בכוכב נייטרונים, משוואת המצב הזאת היא משוואת טולמן-אופנהיימר-וולקוף (TOV). אבל בלי הבנה טובה יותר של הליבות של כוכבי נייטרונים, השימוש בה מוגבל. לדוגמה, החישוב הטוב ביותר של TOV שיש לנו מציב גבול עליון למסה של כוכב נייטרונים שהוא בערך 2.16 מסות שמש, אבל הגבול יכול להיות גבוה עד כדי 2.6 מסות שמש. כדי שמשוואת TOV תהיה מדויקת יותר, עלינו להבין האם חומר קווארק נוצר בליבה של כוכב נייטרונים או אפילו האם כוכבי נייטרונים קיצוניים הופכים לכוכבי קווארקים.

מיזוגים שניצפו כשהאירועים של כוכבי נייטרונים מודגשים. LIGO-Virgo / Frank Elavsky, Aaron Geller / Northwestern University
מיזוגים שניצפו כשהאירועים של כוכבי נייטרונים מודגשים. LIGO-Virgo / Frank Elavsky, Aaron Geller / Northwestern University

מיזוגים שניצפו כשהאירועים של כוכבי נייטרונים מודגשים.

הסיכוי הכי טוב שלנו ללמוד את זה מגיע מהתצפיות של כוכבי נייטרונים שמתנגשים עם חורים שחורים. כששני חורים שחורים מתנגשים, הם לא פולטים שום אור ישירות, רק גלי כבידה. כשכוכב נייטרונים מתנגש עם חור שחור, רק החומר של כוכב הנייטרונים פולט אור כשהכוכב נקרע לגזרים. על ידי שילוב תצפיות אופטיות ותצפיות של גלי כבידה של מיזוג כזה, נוכל להבין טוב יותר כוכבי נייטרונים.

בינואר 2020 אסטרונומים גילו שני אירועים של גלי כבידה, בשם GW200105 ו-GW200115. הראשון היה מיזוג של גוף שמסתו 9 מסות שמש עם גוף שמסתו 1.9 מסות שמש, והשני היה מיזוג של גוף שמסתו 6 מסות שמש עם גוף שמסתו 1.5 מסות שמש. המסה הקטנה יותר בשני המקרים האלה גדולה מכדי להיות ננס לבן, אבל קטנה בהרבה מגבול המסה של כוכב נייטרונים. לכן הם המיזוגים המאומתים הראשונים בין חורים שחורים וכוכבי נייטרונים. זה דבר חשוב מאוד שיאפשר הבנה מעמיקה יותר של כוכבי נייטרונים.

לרוע המזל, כשהאסטרונומים חיפשו אירועים אופטיים שמתאימים לאירועי הכבידה, הם לא מצאו כאלה. כך שאי אפשר לשלב נתונים אופטיים וכבידתיים של המיזוגים האלה. אבל הצוות הצליח לחשב את הסיכויים למציאת מיזוגים דומים בעתיד. אם שני האירועים העוקבים לא היו אקראיות נדירה, אנחנו יכולים לצפות לראות בערך 50 אירועים בשנה.

סדרת התצפיות הבאה של LIGO ו-Virgo תהיה בקיץ 2022. אם יהיה לנו מזל, היא תיתן לנו את המבט המפורט הראשון על תוכו של כוכב נייטרונים.

למאמר המדעי

עוד בנושא באתר הידען:

שיתוף ב print
שיתוף ב email
שיתוף ב whatsapp
שיתוף ב linkedin
שיתוף ב twitter
שיתוף ב facebook

תגובה אחת

  1. הם לא מצאו אירועים אופטיים מקבילים? איך לא? זה פשוט שם, הם לא חושבים הרי שלא היו פליטות בספקטרום האופטי.

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.

לוגו אתר הידען
דילוג לתוכן