راز ماده‌ای که حرکت آن سریع‌تر از نور به‌نظر می‌رسید کشف شد
دانشمندان با کمک تلسکوپ فضایی هابل سرانجام سرعت واقعی جریان جت حاصل از برخورد فاجعه‌بار دو ستاره‌ی نوترونی را که با بیش از ۹۹.۹۷ درصد سرعت نور یعنی نوعی سرعت نسبیتی حرکت می‌کند، اندازه‌گیری کردند.
در حالی که پیش از این به دلیل یک اشتباه، به‌نظر می‌رسید این جت با سرعت بیشتری از نور حرکت می‌کند، اندازه‌گیری‌های دقیق هابل در کنار مشاهدات تلسکوپ‌های دیگر هابل نشان داد که همچنان طبق نسبیت اینشتین سرعتی کمتر از نور دارد.
برخورد و تشکیل جت
این رویداد که GW170817 نام دارد، در سال ۲۰۱۷ توسط ستاره‌شناسان سراسر جهان و همچنین توسط تلسکوپ‌های فضایی مشاهده شد. انرژی آزاد شده در این انفجار عظیم تقریبا مشابه یک انفجار ابرنواختری بود.
این نخستین تشخیص ترکیبی تشعشعات گاما و امواج گرانشی حاصل از ادغام ستاره‌های نوترونی محسوب می‌شود و آغازگر یک پیشرفت قابل توجه برای زمینه‌ی نوظهور اخترفیزیک حوزه‌ی زمان و چند نشانه‌ای، یعنی استفاده از چندین نشانه مانند نور و امواج گرانشی برای مطالعه‌ی جهان در طول زمان بود.
دو روز بعد، ستاره‌شناسان تلسکوپ هابل را به سمت محل انفجار نشانه رفتند، جایی که ستارگان نوترونی در یک سیاهچاله ادغام شدند و گرانش شدید شروع به کشیدن مواد به سمت داخل کرد.
این ماده، یک دیسک چرخان را تشکیل داد و جت‌هایی قدرتمند را به سمت بیرون ایجاد کرد. سپس این جت‌های خروشان به مواد پوسته‌ی در حال گسترش بقایای انفجار برخورد و آن‌ها را جارو کرد. این بقایای انفجار حبابی از مواد را شامل می‌شد که جت از میان آن‌ها به بیرون فوران می‌کردند.
مکان‌یابی انفجار
در حالی که این رویداد سال ۲۰۱۷ روی داد، اما چندین سال طول کشید تا دانشمندان راهی برای تجزیه‌وتحلیل داده‌های هابل و تلسکوپ‌های دیگر برای ترسیم تصویر کامل این رویداد بیابند.
برای این کار اندازه‌گیری‌های تلسکوپ هابل با مشاهدات تجهیزات رادیویی نجومی، از جمله تلسکوپ‌های رادیویی بنیاد ملی علوم که برای «تداخل‌سنجی خط پایه‌ی بسیار طولانی» (VLBI) با هم کار می‌کنند، ترکیب شد تا محل انفجار به دقت شناسایی شود.
سرعت جت
اما این‌طور که پیداست دانشمندان در محاسبه‌ی سرعت جت دچار یک توهم شدند زیرا به‌نظر می‌رسید که این جریان مواد، سریع‌تر از سرعت نور حرکت می‌کند، اگرچه چنین چیزی ممکن نیست.
اندازه‌گیری هابل نشان داد که جت با سرعت ظاهری هفت برابر سرعت نور در حال حرکت است. طبق مشاهدات رادیویی هم جت بعدا به سرعت ظاهری چهار برابر سریع‌تر از سرعت نور کاهش یافته است.
چون این جت تقریبا با سرعت نور در راستای زمین جریان دارد، نوری که در زمان بعدی ساطع می‌کند مسافت کمتری تا زمین در پیش دارد. در اصل جت، نور خود را تعقیب می‌کند و بدین ترتیب بین تابش نور جت، بیش از آنچه ناظر فکر می‌کند، زمان گذشته است. این باعث توهم در اندازه‌گیری می‌شود و سرعت تخمینی در ظاهر از سرعت نور فراتر می‌رود.
مطالعات آینده
اندازه‌گیری هابل، همراه با اندازه‌گیری‌های VLBI که در سال ۲۰۱۸ اعلام شد، ارتباط طولانی‌مدت میا ادغام ستاره‌های نوترونی و فوران‌های کوتاه‌مدت پرتو گاما را تا حد زیادی تقویت می‌کند. چنین ارتباطی برای آشکار شدن، نیاز به یک جت سریع دارد که اکنون در GW170817 اندازه‌گیری شده است.
این کار راه را برای مطالعات دقیق‌تر روی ادغام ستاره‌های نوترونی که توسط رصدخانه‌های امواج گرانشی «ویرگو» (VIRGO)، «لایگو» (LIGO) و «کاگرا» (KAGRA) شناسایی شده است، هموار می‌کند.
رصدهای جت نسبیتی با یک نمونه‌ی به اندازه‌ی کافی بزرگ در سال‌های آینده، ممکن است روند دیگری را برای اندازه‌گیری نرخ انبساط کیهان فراهم کند که با «ثابت هابل» (Hubble Constant) شناخته می‌شود و در حال حاضر مقدار برآورد شده برای آن در دوران اولیه‌ی کیهان با دوران امروزی اختلاف دارد.
عکس کاور: طرحی گرافیکی از رویداد فاجعه‌بار برخود دو ستاره‌ی نوترونی
Credit: NASA
منابع: Interesting Engineering, NASA
