في اكتشاف يربط بين الكون والمألوف، وجد العلماء أن بعض من أكثر الأجسام كثافة في الكون قد تحتوي على سلاسل جبلية مشابهة لتلك الموجودة على الأقمار في نظامنا الشمسي. هذه القمم السماوية، التي تتشكل على النجوم النيوترونية، ستكون ضخمة لدرجة أن جاذبيتها وحدها يمكن أن تخلق تموجات قابلة للاكتشاف في نسيج الزمان والمكان.
قام علماء نظرية النوويات في جامعة إنديانا برسم تشابهات غير متوقعة بين ميزات سطح النجوم النيوترونية – وهي نجوم ميتة منهارة تحتوي على مادة بكثافة تفوق الرصاص بمقدار تريليون مرة – والتضاريس المألوفة للأجرام السماوية الأقرب إلينا، مثل قمر يوروبا التابع لكوكب المشتري وقمر إنسيلادوس التابع لكوكب زحل.
يمكن أن تحدث هذه الأبحاث ثورة في فهمنا لهذه الأجسام الكونية المتطرفة. يستخدم العلماء الآن مرصد موجات الجاذبية بالليزر (LIGO) للبحث عن التشوهات الزمنية والمكانية التي قد تنتجها هذه الجبال الضخمة – تموجات دقيقة تتطلب طرق كشف حساسة للغاية.
ما يجعل هذا المقارنة بين النجوم النيوترونية وأقمار النظام الشمسي مثيرة للاهتمام بشكل خاص هو تركيبها الهيكلي المشابه: كلاهما يحتويان على قشور رقيقة فوق محيطات عميقة. يمتد هذا التشابه إلى كوكب عطارد، الذي لديه قشرة رقيقة فوق نواة معدنية كبيرة. قد تؤدي هذه التشابهات الهيكلية إلى أنماط عالمية حول كيفية تطور وتغير أسطحها.
يمكن رؤية الأدلة على هذه الأنماط في حديقتنا الكونية. يظهر يوروبا ميزات خطية عبر سطحه، بينما يتميز إنسيلادوس بخطوط مميزة تشبه خطوط النمر. يظهر عطارد تضاريس فريدة مع هياكل منحنية تشبه الدرج. تشير هذه الميزات السطحية المتنوعة إلى أنه من المحتمل أن تظهر النجوم النيوترونية نمطا مماثلا يمكن اكتشافه من خلال إشارات موجات الجاذبية المستمرة.
توفر الأرض نفسها دليلاً حاسماً آخر لفهم جبال النجوم النيوترونية. يُظهر قلب كوكبنا الداخلي خاصية تُعرف باسم اللانمط (anisotropy) – مما يعني أن خصائصه الفيزيائية تختلف حسب الاتجاه. إذا كانت مادة قشرة النجوم النيوترونية تشترك في هذه الخاصية، فقد يؤدي ذلك إلى تشوهات شبيهة بالجبال تنمو أكبر كلما زادت سرعة دوران النجم.
قد تفسر العلاقة بين الدوران والتشوه لغزين طويلين حول النجوم النيوترونية: لماذا يبدو أنها تمتلك معدل دوران أقصى، ولماذا تبدو بعض النجوم النيوترونية السريعة الدوران المعروفة باسم نباضات المللي ثانية تحافظ على مستوى أدنى من التشوه.
تمتد تداعيات هذا البحث إلى ما هو أبعد من الفضول الفلكي البسيط. ستفتح اكتشاف موجات الجاذبية المستمرة القادمة من هذه الجبال الكونية نافذة جديدة تمامًا لمراقبة الكون. يمكن لمثل هذه الاكتشافات تقديم رؤى فريدة حول النجوم النيوترينية التي تبقى أكثر الأجسام كثافة المعروفة قبل الثقوب السوداء، وقد تساعد حتى العلماء في إجراء اختبارات حساسة لقوانين الطبيعة الأساسية.
يمثل البحث الذي تم تمويله أساسًا بواسطة برنامج الفيزياء النووية التابع لمكتب العلوم بوزارة الطاقة مع دعم إضافي من المؤسسة الوطنية للعلوم خطوة مهمة نحو توقع الإشارات التي يجب أن يبحث عنها LIGO في سعيه لاكتشاف تلك التموجات الزمنية والمكانية.
بينما يستمر LIGO في بحثه الدقيق عن همسات جاذبية جبال النجوم النيوترنية، تسلط النتائج الضوء على كيفية ارتباط الظواهر عند أشد مقاييس الكون بتواصل مفاجئ مع الميزات الأكثر ألفةً لجوارنا الكوني الخاص.
