حقوق الصورة: ESA
بعد وقت قصير من الانفجار الكبير ، يعتقد أن كل المادة في الكون قد تم تقسيمها إلى أصغر مكوناتها. باستخدام تلسكوب الفضاء XMM-Newton ، يحاول فريق من علماء الفلك حساب "ضغط" عدة نجوم نيوترونية - لمعرفة ما إذا كانت تتجاوز كثافة المادة الطبيعية.
بعد جزء من الثانية من الانفجار العظيم ، تم "كسر" جميع حساء المادة البدائي في الكون إلى أكثر مكوناته الأساسية. كان يعتقد أنها اختفت إلى الأبد. ومع ذلك ، يشك العلماء بشدة في أنه لا يزال من الممكن العثور على الحساء الغريب للمادة المذابة في عالم اليوم ، في قلب أجسام كثيفة جدًا تسمى النجوم النيوترونية.
مع تلسكوب ESA الفضائي XMM-Newton ، أصبحوا الآن أقرب إلى اختبار هذه الفكرة. للمرة الأولى ، استطاع XMM-Newton قياس تأثير مجال الجاذبية لنجم نيوتروني على الضوء الذي ينبعث منه. يوفر هذا القياس رؤية أفضل بكثير لهذه الأشياء.
النجوم النيوترونية هي من بين الأجسام الأكثر كثافة في الكون. يحزمون كتلة الشمس داخل كرة بعرض 10 كيلومترات. قطعة النجم النيوتروني بحجم مكعبات السكر تزن أكثر من مليار طن. النجوم النيوترونية هي بقايا النجوم المتفجرة حتى ثمانية أضعاف كتلة الشمس. ينهون حياتهم في انفجار مستعر أعظم ثم ينهارون تحت جاذبيتهم. وبالتالي قد تحتوي تصميماتها الداخلية على شكل غريب للغاية من المادة.
يعتقد العلماء أنه في النجم النيوتروني ، تتشابه الكثافة ودرجات الحرارة مع تلك الموجودة في جزء من الثانية بعد الانفجار الكبير. يفترضون أنه عندما تكون المادة معبأة بإحكام كما هي في نجم نيوتروني ، فإنها تمر بتغييرات مهمة. البروتونات والإلكترونات والنيوترونات؟ مكونات الذرات - تندمج معًا. من الممكن أنه حتى كتل البناء من البروتونات والنيوترونات ، ما يسمى الكواركات ، يتم سحقها معًا ، مما يؤدي إلى نوع من البلازما الغريبة من المادة "المذابة".
كيف تعرف؟ قضى العلماء عقودًا في محاولة تحديد طبيعة المادة في النجوم النيوترونية. للقيام بذلك ، يحتاجون إلى معرفة بعض المعلمات المهمة بدقة شديدة: إذا كنت تعرف كتلة ونصف قطر النجم ، أو العلاقة بينهما ، يمكنك الحصول على حجمها. ومع ذلك ، لم يتم تطوير أي أداة بما يكفي لإجراء القياسات اللازمة ، حتى الآن. بفضل مرصد وكالة الفضاء الأوروبية XMM-Newton ، تمكن الفلكيون لأول مرة من قياس نسبة الكتلة إلى نصف القطر لنجم نيوتروني والحصول على الأدلة الأولى لتكوينه. تشير هذه إلى أن النجم النيوتروني يحتوي على مادة طبيعية غير غريبة ، على الرغم من أنها ليست قاطعة. ويقول المؤلفون إن هذه خطوة أولى أساسية؟ وسيستمرون في البحث.
الطريقة التي حصلوا بها على هذا القياس هي الأولى في الملاحظات الفلكية وتعتبر إنجازًا ضخمًا. تتكون الطريقة من تحديد انضغاط النجم النيوتروني بطريقة غير مباشرة. إن جاذبية النجم النيوتروني هائلة - أقوى بآلاف ملايين المرات من الأرض. وهذا يجعل جزيئات الضوء المنبعثة من النجم النيوتروني تفقد الطاقة. يسمى فقدان الطاقة هذا بـ "التحول الأحمر" الثقالي. يشير قياس هذا التحول الأحمر بواسطة XMM-Newton إلى قوة سحب الجاذبية ، وكشف عن ضغط النجم.
يقول فريد جانسن ، خبير مشروع XMM-Newton في ESA من ESA: "هذا قياس دقيق للغاية لم يكن بإمكاننا إجراؤه بدون الحساسية العالية لـ XMM-Newton وقدرته على تمييز التفاصيل".
وفقا للمؤلف الرئيسي للاكتشاف ، جان كوتام من مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لوكالة ناسا ، "جرت محاولات لقياس التحول الأحمر الجاذبية مباشرة بعد أن نشر أينشتاين النظرية النسبية العامة ، ولكن لم يتمكن أحد من قياس تأثير في نجم نيوتروني ، حيث كان من المفترض أن يكون ضخمًا. لقد تم تأكيد ذلك الآن. "
المصدر الأصلي: بيان صحفي لوكالة الفضاء الأوروبية
