احتمالا بین منابع مختلف امواج گرانشی، ادغام ستاره نوترونی و سیاه‌چاله دقیق‌ترین راه برای اندازه‌گیری سرعت انبساط کیهان است.

A. Tonita، L. Rezzolla از دانشگاه فرانکفورت (Goethe) و F. Pannarale از دانشگاه رم (ساپینزا)

نجوم امواج گرانشیِ احتمالاتی همچون استفاده از منبع امواج گرانشی به عنوان نشانه‌ای برای اندازه‌گیری سرعتِ انبساطِ کیهان، درحال رشد است. گزارش جدید سالواتور ویتال (Salvatore Vitale) از موسسه تکنولوژی ماساچوست، کمبریج، و هسین-یو چن از دانشگاه هاروارد نشان می‌دهد که نوع خاصی از منابع امواج گرانشی، دربردارنده ادغام یک سیاه‌چاله و یک ستاره نوترونی، می‌تواند بهترین وسیله برای تعیین آهنگ انبساط کیهان باشد.

آهنگ انبساط، یا ثابت هابل، کنونی یک ضریب مهم در محاسبات کیهان‌شناسی است، بنابراین عدم‌قطعیت در تعیین مقدار آن ما را در تعیین پارامترهای دیگر، مثل سن جهان، محدود می‌کند. اما برخی اندازه‌گیری‌های ثابت هابل بااستفاده‌از تابش ‌زمینه کیهانی نتایجی متفاوت از مقدارهای محاسبه‌شده برپایه رصد ابرنواخترها (این مقاله را ببینید) نشان می‌دهد.

از ادغام اجرام متراکم می‌توان برای اندازه‌گیری ثابت هابل استفاده کرد. وقتی این رخداد به دو شیوه رصد شود، این کار راحت‌تر هم خواهد بود: امواج گرانشی (اندازه‌گیری فاصله تا منبع امواج) و امواج الکترومغناطیسی (تعیین شدت منبعِ امواج). چنین اندازه‌گیری‌هایی از ثابت هابل پیش از این هم در ادغام دو ستاره نوترونی نشان داده‌ شده است (این مطلب را ببینید). اما به خاطر عدم‌قطعیت در جهت‌گیری مداری، که خود به فاصله دو جرم مورد اندازه‌گیری مربوط است، عدم‌قطعیت آن نسبتا بالا بود (۱۴ درصد). ویتالا و چن نشان دادند که ادغام ستاره نوترونی و سیاه‌چاله (NSBH) تخمین بسیار دقیق‌تری از فاصله، نسبت به ادغام یک دوتایی ستاره نوترونی (BNS)، به ما می‌دهد که عمدتا به این دلیل است که جهت‌گیری مداری کمتر به اندازه‌گیری فاصله مربوط است. هنوز هیچ رویدادی از ادغام یک ستاره نوترونی و یک سیاه‌چاله ثبت نشده است. اما اگر به ازای هر ۵۰ رخداد ادغام دوتایی ستاره نوترونی، یک ادغام ستاره نوترونی و سیاه‌چاله رخ ‌دهد، که با محدودیت‌های فعلی مطابقت دارد، بنابراین طبق یافته‌های ویتاله و چن، اندازه‌گیری‌های ادغام ستاره نوترونی و سیاه‌چاله در آینده، نسبت به رصدهای ادغام دوتایی ستاره نوترونی، مقدارهای بسیار دقیق‌تری از ثابت هابل تعیین خواهد کرد.

نویسنده: Michael Schirber