استخدم فريق من علماء الفيزياء الفلكية مؤخرًا نماذج جديدة من النجوم النيوترونية لرسم خرائط للجبال – وهي مناطق مرتفعة صغيرة – على الهياكل الكروية المثالية للنجوم. ووجدوا أن أكبر الانحرافات كانت لا تزال صغيرة بشكل غير عادي بسبب قوة الجاذبية الشديدة ، حيث سجلت ارتفاعًا أقل من ملليمتر.
النجوم النيوترونية هي النوى الميتة للنجوم الضخمة التي انهارت على نفسها. إنها الأجسام الأكثر كثافة في الكون باستثناء الثقوب السوداء. تُدعى بالنجوم النيوترونية لأن جاذبيتها شديدة لدرجة أن الإلكترونات في ذراتها تنهار لتتحول إلى بروتونات وتشكل نيوترونات. إنها مضغوطة للغاية لدرجة أنها تجمع كتلة أكبر من كتلة شمسنا في كرة لا تتعدى مساحة المدينة.
يأتي تقييم الفريق “للجبال” على هذه النجوم النيوترونية اثنين أوراق مستضاف حاليًا على خادم arXiv قبل الطباعة ؛ معًا ، تقيم الصحف مدى اتساع هذه الجبال. يتم تقديم نتائج الفريق اليوم في الاجتماع الوطني لعلم الفلك التابع للجمعية الفلكية الملكية.
قال فابيان جيتينز ، عالم الفيزياء الفلكية في جامعة ساوثهامبتون: “على مدى العقدين الماضيين ، كان هناك اهتمام كبير بفهم مدى اتساع هذه الجبال قبل أن تنكسر قشرة النجم النيوتروني ، ولم يعد من الممكن دعم الجبل”. والمؤلف الرئيسي للورقتين ، في الجمعية الفلكية الملكية خبر صحفى.
أشارت الأعمال السابقة إلى أن جبال النجوم النيوترونية يمكن أن يبلغ ارتفاعها بضعة سنتيمترات – وهي أكبر بكثير مما قدّره الفريق الأخير. افترضت الحسابات السابقة أن النجم النيوتروني سيحمل مثل هذه النتوءات الكبيرة على سطحه إذا تم إجهاده إلى أقصى حدوده ، مثل أطلس الذي يحمل العالم. لكن النمذجة الحديثة وجدت أن الحسابات السابقة هي سلوك غير واقعي يمكن توقعه من نجم نيوتروني.
يوضح جيتينز في البيان: “على مدى العقدين الماضيين ، كان هناك اهتمام كبير بفهم مدى اتساع هذه الجبال قبل أن تنكسر قشرة النجم النيوتروني ، ولم يعد من الممكن دعم الجبل”.
اقترح العمل السابق أن النجوم النيوترونية يمكن أن تتحمل انحرافات عن كرة مثالية تصل إلى بضعة أجزاء في المليون ، مما يعني أن الجبال يمكن أن تصل إلى بضعة سنتيمترات. افترضت هذه الحسابات أن النجم النيوتروني متوتر بطريقة تقترب من انكسار القشرة في كل نقطة. ومع ذلك ، تشير النماذج الجديدة إلى أن مثل هذه الظروف غير محتملة.
“النجم النيوتروني له قلب سائل ، وقشرة مرنة وفوق ذلك محيط سائل رقيق. قال نيلز أندرسون ، مؤلف مشارك في كلتا الورقتين وعالم الفيزياء الفلكية في جامعة ساوثهامبتون ، في رسالة بالبريد الإلكتروني ، إن كل منطقة معقدة ، ولكن دعونا ننسى التفاصيل الدقيقة. “ما قمنا به هو بناء نماذج تربط هذه المناطق المختلفة معًا بالطريقة الصحيحة. هذا يسمح لنا أن نقول متى وأين تنكسر القشرة المرنة أولاً. افترضت النماذج السابقة أن الإجهاد هو الحد الأقصى في جميع النقاط في نفس الوقت وهذا يؤدي (نعتقد) إلى جبال كبيرة جدًا “.
وقال أندرسون إن هذه النواتج القشرية تعني أن الطاقة من الجبل سيتم إطلاقها في منطقة أكبر من النجم. قال أندرسون إنه بينما يعتمد على نماذج الكمبيوتر ، فإن تحولات القشرة “لن تكون دراماتيكية بما يكفي لجعل النجم ينهار ، لأن منطقة القشرة تحتوي على مادة منخفضة الكثافة إلى حد ما”.
أسئلة مثيرة للاهتمام لا تزال قائمة. قال أندرسون إن هناك احتمالًا أنه بعد الانكسار الأول للقشرة الأرضية ، يمكن أن تحدث جبال أكبر من تلك التي صممها الفريق بسبب تدفق المادة عبر سطح النجم. ولكن حتى تلك الجبال ستكون أصغر بكثير من التراب ، مضغوطة بفعل الجاذبية الهائلة للنجوم.
