مسافة eRASSU J0608 المجهولة تحدد مستقبله في رصد موجات الجاذبية

يبدو النظام النجمي eRASSU J060839.5−704014، أو اختصارًا eRASSU J0608، مرشحًا لافتًا لمستقبل علم موجات الجاذبية: فقزمان أبيضان يدوران حول بعضهما في ما يزيد قليلًا على ست دقائق، ومدارهما يتقلص بوتيرة سريعة. لكن هناك قيمة واحدة لم تُحسم بعد، وهي المسافة الفعلية إلى النظام؛ وهي ما يفصل بين مرشح واعد ومصدر يمكن التنبؤ بإشارته بدقة لمراصد الفضاء المستقبلية. 2

مدار مدته 374 ثانية ويقصر باستمرار

قاس الباحثون فترة مدارية قدرها 374.15013 ثانية، ومعدل تغير في الفترة قدره −4.7(1) × 10⁻¹¹ ثانية لكل ثانية. والمعنى المبسط هو أن كل دورة تصبح أقصر قليلًا من سابقتها.

اعتمد التحليل على ربط توقيت نبضات الأشعة السينية عبر أكثر من ثلاث سنوات، جامعًا رصودًا من «نايسر» (NICER) و«آينشتاين بروب» مع بيانات أرشيفية من «إكس إم إم-نيوتن» (XMM-Newton). والنتيجة متسقة مع فقدان الثنائي زخمه الزاوي المداري عبر إشعاع موجات الجاذبية. 2

وكانت دراسات سابقة قد رصدت نبضات قوية من الأشعة السينية فائقة الليونة تتكرر كل 374 ثانية، وصنفت المصدر نظامًا فائق الانضغاط من قزمين أبيضين في اتجاه سحابة ماجلان الكبرى، لكنه يقع في المقدمة بالنسبة إليها. 14

لماذا لا يوجد قرص تراكم تقليدي؟

تدعم المشاهدات نموذج التراكم بالاصطدام المباشر. ففي هذا السيناريو، تنتقل المادة من أحد القزمين الأبيضين، لكن تيار الغاز لا يستقر في قرص دائري حول النجم المستقبل كما يحدث في كثير من الأنظمة الثنائية. بدلًا من ذلك، يصطدم التيار مباشرة بسطح القزم الأبيض الآخر ويسخّن بقعة صغيرة عليه.

ومع دوران النظام، تدخل هذه البقعة الساخنة مجال رؤيتنا ثم تخرج منه، فتنتج مرحلة سطوع دورية في الأشعة السينية فائقة الليونة. وتربط هذه الصورة بين شدة انضغاط النظام وسلوكه في الأشعة السينية، كما تفسر غياب قرص تراكم اعتيادي. 214

كتلة «تغريدية» مرتفعة تعزز فرص الرصد

إذا كان إشعاع موجات الجاذبية هو السبب الغالب لانكماش المدار المقاس، فإن الدراسة تستنتج كتلة تغريدية تقارب 0.43 كتلة شمسية. وهذه الكتلة هي معامل يجمع كتلتي الجسمين ويحدد كيفية تطور تردد موجات الجاذبية وسعتها في الأنظمة الثنائية المدمجة.

ومع قصر فترة المدار إلى هذا الحد، تجعل هذه القيمة من eRASSU J0608 مصدرًا محتمَلًا قويًا لموجات الجاذبية منخفضة التردد. لكن قوة الإشارة التي تُقاس عند الأرض لا تحددها خصائص النظام الداخلية وحدها، بل تعتمد أيضًا على المسافة التي تفصله عنا. 2

المسافة: القياس الناقص الحاسم

يقع المصدر في اتجاه سحابة ماجلان الكبرى، إلا أن بُعده الفعلي لا يزال غير معروف. وتشير الدراسة إلى أن مسافة تقارب 1–2 كيلوفرسخ فلكي تتسق مع سيناريو «المحث أحادي القطب»، بينما تميل مسافة لا تقل عن نحو 5 كيلوفرسخ فلكي إلى ترجيح التراكم بالاصطدام المباشر. 2

تتراجع سعة موجات الجاذبية الواصلة إلى الأرض كلما زادت المسافة. لذلك، قد يكون eRASSU J0608، إذا كان قريبًا نسبيًا، من بين أقوى إشارات الأنظمة الثنائية المدمجة المعروفة في مجرة درب التبانة ضمن نطاق التردد المنخفض. أما إذا كان أبعد بكثير، فستكون الإشارة الواصلة أضعف رغم مداره السريع وكتلته التغريدية المستنتجة.

ولا يقتصر دور قياس المسافة على الفصل بين تفسيرات انتقال المادة. فهو سيتيح للفلكيين حساب إشارة موجات الجاذبية المتوقعة كمّيًا، وتقييم إمكان اعتماد النظام مصدرًا مرجعيًا للتحقق لمهمة مثل ليسا (LISA)، وهي مرصد فضائي مخطط له لرصد موجات الجاذبية منخفضة التردد. ويقترح الباحثون مسارًا ممكنًا: العثور على نجم ثالث مرافق ووصف خصائصه؛ إذ قد يوفّر ذلك معلومات فلكية موضعية أو ديناميكية تقيد المسافة. 2

ما الذي تثبته النتيجة، وما الذي لا تثبته بعد؟

تضع الدراسة eRASSU J0608 بين أسرع أنظمة الأقزام البيضاء الثنائية فائقة الانضغاط تطورًا المعروفة، مع انكماش مداري متسق مع خسائر ناجمة عن موجات الجاذبية. كما تقدم دعمًا قويًا لتفسير نبضات الأشعة السينية عبر انتقال المادة بالاصطدام المباشر. 2

لكنها لا تثبت بعد أن النظام سيكون من أعلى مصادر موجات الجاذبية الثنائية صوتًا بالنسبة إلى «ليسا». فتلك النتيجة مرهونة بالمسافة. وإلى أن يُقاس هذا البُعد بشكل موثوق، يظل eRASSU J0608 مرشحًا شديد الوعد، لا هدف معايرة يمكن التنبؤ بإشارته على نحو كامل. 2