إذا كنت تبحث عن شيء فريد من نوعه حقًا ، فقم بالاطلاع على إدارة الكونية بمساعدة فريق من علماء الفلك الدوليين باستخدام تلسكوب Green Bank (GBT). إنها المرة الأولى التي يتعرف فيها الباحثون على نظام النجم الثلاثي الذي يحتوي على النجم النابض ، وقد استخدم الفريق بالفعل دقة تشبه النابض على مدار الساعة لمراقبة آثار تفاعلات الجاذبية.
"هذا نظام رائع حقًا مع ثلاثة أشياء منحطة. يقول توماس توريس ، المؤلف الأول للدراسة الحالية ، إنها نجت من ثلاث مراحل من النقل الجماعي وانفجار المستعر الأعظم ، ومع ذلك ظلت مستقرة ديناميكيًا. "تم اكتشاف النجوم النابضة سابقًا مع الكواكب ، وفي السنوات الأخيرة تم اكتشاف عدد من النجوم النابضة الغريبة التي يبدو أنها تتطلب أصلًا ثلاثيًا للنظام. لكن هذا النجم النابض بالمللي ثانية الجديد هو الأول الذي يتم اكتشافه بقزامين أبيضين. "
لم يكن هذا مجرد اكتشاف فرصة. جاءت ملاحظات 4،200 سنة ضوئية بعيدة J0337 + 1715 من برنامج دراسة مكثف يشمل العديد من أكبر التلسكوبات الراديوية في العالم بما في ذلك GBT ، تلسكوب راديو Arecibo في بورتوريكو ، وتلسكوب راديو Westerbork التوليفي في هولندا. كان جايسون بويلز ، خريج جامعة وست فرجينيا ، أول من اكتشف النجم النابض بالمللي ثانية ، وهو يدور 366 مرة في الثانية تقريبًا ، ويتم التقاطه في نظام ليس أكبر من مدار الأرض حول الشمس. هذا الارتباط الوثيق المترابط ، إلى جانب حقيقة أن النجوم الثلاث أكثر كثافة من الشمس تخلق الظروف المثالية لفحص الطبيعة الحقيقية للجاذبية. لقد انتظرت أجيال من العلماء هذه الفرصة لدراسة "مبدأ التكافؤ القوي" المفترض في نظرية النسبية العامة لأينشتاين. يقول المؤلف الأول سكوت رانسوم: "يمنحنا هذا النظام الثلاثي النجم أفضل مختبر كوني على الإطلاق لتعلم كيفية عمل أنظمة الأجسام الثلاثة هذه ، وربما للكشف عن المشكلات المتعلقة بالنسبية العامة ، والتي يتوقع بعض الفيزيائيين رؤيتها في ظل هذه الظروف القاسية". المرصد الوطني لعلم الفلك الراديوي (NRAO).
يعلق جيسون هيسيلس ، من المعهد الهولندي لعلم الفلك الراديوي وجامعة أمستردام: "لقد كانت حملة مراقبة ضخمة". "لبعض الوقت كنا نراقب هذا النجم النابض كل يوم ، حتى نتمكن من فهم الطريقة المعقدة التي كان يتحرك بها حول النجمين المرافقين له." قاد هيسيلز المراقبة المتكررة للنظام باستخدام تلسكوب راديو ويستربورك المركب.
لم يقتصر الأمر على قيام فريق البحث بمعالجة كمية هائلة من البيانات ، ولكنهم واجهوا أيضًا تحدي نمذجة النظام. تقول آن أرشيبالد ، من ASTRON أيضًا: "أجرت ملاحظاتنا لهذا النظام بعضًا من القياسات الأكثر دقة للكتل في الفيزياء الفلكية". وتضيف: "بعض قياساتنا للمواقع النسبية للنجوم في النظام دقيقة لمئات الأمتار ، على الرغم من أن هذه النجوم تبعد حوالي 10000 تريليون كيلومتر عن الأرض".
أثناء دراسته ، أنشأ أرشيبالد محاكاة النظام التي تتنبأ بحركاتها. باستخدام أساليب العلوم الصلبة التي استخدمها إسحاق نيوتن مرة واحدة لدراسة نظام الأرض والقمر والشمس ، قامت بعد ذلك بدمج البيانات مع الجاذبية "الجديدة" لألبرت أينشتاين ، والتي كانت ضرورية لفهم المعلومات. "للمضي قدمًا ، يمنح النظام العلماء أفضل فرصة حتى الآن لاكتشاف انتهاك مفهوم يسمى مبدأ التكافؤ القوي. هذا المبدأ هو جانب مهم من نظرية النسبية العامة ، وينص على أن تأثير الجاذبية على الجسم لا يعتمد على طبيعة أو بنية داخلية لهذا الجسم.
هل تحتاج إلى تجديد معلومات عن مبدأ التكافؤ؟ ثم إذا كنت لا تتذكر قيام جاليليو بإسقاط كرتين مختلفتين من برج بيزا المائل ، فربما تتذكر إسقاط أبولو 15 القائد ديف سكوت لمطرقة وريشة صقر أثناء وقوفه على سطح القمر الخالي من الهواء في عام 1971 بفضل المرايا التي تركت على سطح القمر ، تمت دراسة قياسات المدى بالليزر لسنوات وتوفر أقوى القيود على صحة مبدأ التكافؤ. هنا الكتل التجريبية هي النجوم نفسها ، وستعمل كتلها المختلفة وطاقات جاذبية الارتباط على التحقق مما إذا كانت جميعها تسقط تجاه بعضها البعض وفقًا لمبدأ التكافؤ القوي أم لا. يوضح أرشيبالد أنه "باستخدام إشارة تشبه ساعة النجم النابض ، فقد بدأنا في اختبار ذلك". "نعتقد أن اختباراتنا ستكون أكثر حساسية من أي محاولات سابقة لإيجاد انحراف عن مبدأ التكافؤ القوي". ويضيف هيسيلز: "نحن سعداء للغاية بوجود مثل هذا المختبر القوي لدراسة الجاذبية". "يجب أن تكون أنظمة النجوم المماثلة نادرة للغاية في مجرتنا ، ولحسن الحظ وجدنا واحدة من القلائل!"
مصدر القصة الأصلية: نشرة أخبار الفلكي هولندا. مزيد من القراءة: Max-Planck-Institut für Radioastronomie (MPIfR) و NRAO Press Release.
