محاكاة مذهلة تكشف عن زلازل النجوم، موجات صادمة عملاقة، وإشارات في الموت العنيف لنجم نيوتروني
شاهد كيف تكشف المحاكاة المتطورة عن الثواني الأخيرة قبل أن يتمزق نجم نيوتروني على يد ثقب أسود، مما يوحي بأسرار كونية جديدة.
- 2,000 طبق إذاعي في شبكة كالتك القادمة يمكن أن يلتقط هذه الانفجارات الكونية
- انفجارات الراديو السريعة (FRBs) وموجات صادمة عملاقة متوقعة في أعقاب ذلك
- أول محاكاة كاملة على الإطلاق لتصادم نجم نيوتروني وثقب أسود باستخدام الحواسيب الفائقة
- زلازل النجوم أقوى آلاف المرات من زلازل الأرض تم اكتشافها
أصبح الكون أكثر دراماتيكية قليلاً. بفضل المحاكاة المثيرة للعقل، شهد العلماء – بشكل افتراضي – القوة المدمرة الرائعة التي يتم إطلاقها عندما يقوم ثقب أسود بتمزيق نجم نيوتروني، مما يرسل موجات صدمية وانفجارات راديوية تصرخ إلى الفضاء.
استفاد فريق تعاوني يقوده عالم الفيزياء الفلكية النظرية إلياس موست من كالتك من قوة الحوسبة المتقدمة لمحاكاة هذا الاصطدام الكوني، مما أتاح لهم نظرة غير مسبوقة على العنف الحقيقي وتعقيد هذه الأحداث النادرة. تم نشر نتائجهم في مارس في رسائل المجلة الفلكية، وقد تغير هذه النتائج الطريقة التي نبحث بها عن – ونفهم – أكثر الظواهر تطرفاً في الكون.
ماذا يحدث بالضبط عندما يأكل ثقب أسود نجمًا نيوترونيًا؟
تخيل نجمًا نيوترونيًا – وهو قلب كثيف للغاية، مفرغ من انفجار نجمي ضخم – عالق في قبضة لا تتوقف من جاذبية ثقب أسود. بينما يقوم الثقب الأسود بابتلاع فريسته، تكشف المحاكاة عن تسلسل مذهل: قشرة النجم النيوتروني تنكسر بقوة زلزالية، مما يرسل “زلازل نجمية” تتلاشى إلى الخارج، أكثر كثافة بكثير من أي شيء تم الشعور به على الأرض.
فقط قبل بضعة أجزاء من الألف من الثانية من annihilation النجم، تتحفز الشقوق موجات صدمية مدمرة وتموجات مغناطيسية. ليس هو مجرد انتهاء صامت – هذه المواجهة الوحشية تُرسل إشارات راديوية يعتقد العلماء الآن أنه يمكن اكتشافها بواسطة التلسكوبات على الأرض.
هل يمكننا حقًا “سماع” نجم ينكسر؟
تشير محاكاة كالتك إلى أن تدمير نجم نيوتروني ليس حدثًا بصريًا فحسب، بل حدث صوتي – على الأقل من حيث موجات الراديو. لحظات قبل أن يختفي النجم، ترسل سطحه المحطم وحقله المغناطيسي الملتوي انفجار راديوي سريع (FRB). هذه الانفجارات قوية جداً لدرجة أنه يمكن التقاطها بواسطة مراصد الراديو في الجيل القادم.
قد يقوم مصفوفة راديو كالتك القادمة في نيفادا، والذي يضم آلاف الأطباق، قريباً بمسح السماء بحثًا عن هذه “صرخات الموت” الكونية.
ما هي الموجات الصدمية العملاقة – ولماذا تهم؟
بينما ينغمس النجم النيوتروني في الثقب الأسود، تُظهر المحاكاة موجة صدمية أخيرة وعملاقة – أقوى بكثير من الزلازل النجومية الأولية – تنفجر في الفضاء. قد تولد هذه الموجات الصدمية توقيع راديوي ثانٍ، مما يشبه “لكمة واحدة-اثنان” كونية قد تسمح لعلماء الفلك بتحديد موقع اندماج نجم نيوتروني وثقب أسود من ملايين السنين الضوئية بعيدا.
من الجدير بالذكر أن هذه الأحداث الملحمية لا تنشر أصواتًا عابرة فحسب – بل قد تترك بصمات راديوية وأشعة سينية مميزة، مما يوسع فهمنا لكيفية نمو الثقوب السوداء وكيفية تطور المجرات.
هل يمكن أن تُماثل الثقوب السوداء النجوم المتلألئة؟
تلمح المحاكاة إلى احتمال كوني أكثر جنونًا: للحظة عابرة، قد يتصرف ثقب أسود مثل النجم المتلألئ. بينما يقوم بابتلاع نجم نيوتروني، يبعث الثقب الأسود لفترة وجيزة أشعة من الإشعاع – وهو سمة تاريخيًا محفوظة للنجوم المتلألئة – ويسمي العلماء هذا السيناريو “ثقب أسود نجم متلألئ”.
لن تدوم هذه الثقوب السوداء المتلألئة طويلًا، لكن انفجاراتها الفريدة من الأشعة السينية أو أشعة جاما ستجعلها منارات لا لبس فيها في السماء.
كيف تمكنت الحواسيب الفائقة من حل المسألة؟
كانت هذه الخطوة الرائعة بحاجة إلى قدرة حاسوبية خام. باستخدام بيرlmutter، حاسوب فائق في مختبر لورانس بيركلي الوطني مدعوم من وحدات معالجة رسومية متقدمة (نفس التقنية التي تدفع بطاقات رسومات إنفيديا وAI مثل ChatGPT)، قدم الباحثون محاكاة لكل شظية من هذه الانهيارات الكونية بتفاصيل غير مسبوقة. فقط الآن، في عام 2025، لحقت الحوسبة أخيرًا بتعقيد الكون.
ما هو المقبل في صيد الإشارات الكونية؟
مع وجود إشارات متوقعة تم رسم خرائطها أخيرًا، أصبح علماء الفلك أكثر استعدادًا من أي وقت مضى لضبط التلسكوبات – على الأرض وفي الفضاء – لمواجهة أكثر العروض الدرامية في الكون. مع ظهور أدوات جديدة، ترتفع احتمالات التقاط هذه الأحداث الكارثية في الوقت الفعلي، مما يفتح الباب أمام أسرار أعمق، من نمو الثقوب السوداء إلى مصير النجوم المفقودة.
هل أنت مستعد لالتقاط الاصطدام الكوني التالي؟ إليك ما يجب مراقبته:
- تابع الأحداث والاكتشافات الفلكية في الوقت الفعلي على ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية.
- ترقب الأخبار حول انفجارات الراديو السريعة (FRBs)، توقيعات الموجات الصدمية، و”نجوم الثقب الأسود” النادرة.
- استكشف التقدم الذي تحرزه الحواسيب الفائقة التي تدعم علم الفلك في مختبر لورانس بيركلي.
قائمة فحص الكارثة الكونية:
- تكشف المحاكاة عن زلازل النجوم وموجات صدمية عملاقة أثناء ابتلاع نجم نيوتروني
- تم رسم أول إشارات راديو وأشعة سينية لهذه التصادمات
- تجعل الحوسبة الرائدة هذه الاكتشافات ممكنة
- ستقوم التلسكوبات الجديدة قريبًا بالبحث عن هذه الوفيات الكونية المثيرة في الوقت الفعلي
لا تفوتوا الفرصة – ترقبوا المزيد من الاكتشافات بينما نستمع إلى أكثر همسات الكون عنفًا!