زوج من الثقوب السوداء الهائلة يمكن أن يتصادم في غضون 3 سنوات!

كشف سلوك غريب لمجرة على بعد حوالي مليار سنة ضوئية أنها قد تحتوي على أحد أكثر الأحداث المتوقعة في علم الفلك الحديث.

وتبدو التقلبات في الضوء من مركز المجرة SDSS J1430 + 2303 بشكل مثير للريبة كزوج من الثقوب السوداء الهائلة بكتلة مجتمعة تبلغ حوالي 200 مليون شمس متجهة لتصادم وشيك مع بعضها البعض.

ويمكن أن يمتد مصطلح “وشيك” من الناحية الكونية إلى مدى الحياة بأكملها. ولحسن الحظ في هذه الحالة، يتوقع علماء الفلك أنه إذا كانت الإشارة بالفعل نتيجة ثقوب سوداء هائلة، فستندمج في غضون السنوات الثلاث المقبلة.

وقد تكون أفضل لقطة لدينا حتى الآن أن نرى اصطدام ثقبين أسودين فائق الضخامة، لكننا ما زلنا لا نعرف على وجه اليقين ما إذا كان هذا سيحدث في قلب J1429 + 2303. وينصح العلماء بمواصلة مشاهدة المجرة الغريبة لمعرفة ما إذا كان يمكن تحديدها بشكل قاطع.

وأطلق الكشف الأول عن اصطدام الثقوب السوداء في عام 2015 حقبة جديدة جريئة في علم الفلك. ومنذ ذلك الحين، تم إجراء العديد من الاكتشافات بفضل موجات الجاذبية التي ترسلها هذه الأحداث الهائلة عبر الزمكان.

وحتى الآن، كانت جميع عمليات الدمج تقريبا عبارة عن أزواج ثنائية من الثقوب السوداء ذات كتل مماثلة للنجوم الفردية. وهناك سبب وجيه لذلك. LIGO وVirgo، أجهزة الموجات الثقالية المسؤولة عن الاكتشافات، مصممة لهذا النطاق الكتلي.

كما أن التموجات الأكثر ثقلا الناتجة عن الثقوب السوداء الهائلة الملهمة والمتصادمة، والتي تتراوح ما بين ملايين إلى مليارات المرات من كتلة الشمس، هي في نطاق تردد منخفض جدا بالنسبة لمراصدنا الحالية.

إقرأ المزيد

الكشف عن حلقة فوتون لثقب أسود لأول مرة

ومع ذلك، فإن اندماج زوج من الثقوب السوداء الهائلة سيكون شيئا رائعا يجب ملاحظته. وحتى بدون وجود كاشف قادر على استشعار موجات الجاذبية منخفضة التردد، يتوقع العلماء أن يروا انفجارا هائلا للضوء عبر الطيف.

ويمكن أن تخبرنا البيانات المكدسة في هذا الانفجار المفاجئ بالكثير عن كيفية سير هذه الأحداث. ولسنا متأكدين تماما من الكيفية التي تصبح بها الثقوب السوداء فائقة الضخامة كبيرة جدا، ولكن هناك بعض الأدلة التي تشير إلى أن إحدى الآليات هي عمليات الدمج الثنائية.

ونحن نعلم أن المجرات بها ثقوب سوداء فائقة الكتلة في مراكزها، ولم نلاحظ فقط تصادم أزواج ومجموعات من المجرات، ولكن الثقوب السوداء الهائلة تدور حول بعضها البعض في مدارات متبادلة ومتحللة في مراكز هذه المجرات بعد الاندماج. ويُستدل على هذه التذبذبات في الضوء المنبعث من مركز المجرات، على نطاقات زمنية منتظمة تشير إلى مدار.

وهذا يعيدنا إلى J1430 + 2303. وفي وقت سابق من هذا العام، قام فريق من علماء الفلك بقيادة نينغ جيانغ من جامعة العلوم والتكنولوجيا في الصين، بتحميل ورقة للطباعة المسبقة لخادم arXiv، يصف فيها سلوكا غريبا حقا. وعلى مدى ثلاث سنوات، نمت التذبذبات في نواة المجرة، من فترة زمنية تبلغ حوالي عام، إلى شهر واحد فقط.

ومع ذلك، ليس من الواضح تماما ما إذا كان ما يحدث في قلب J1430 + 2303 هو نتيجة لثنائي أسود على الإطلاق، ناهيك عن واحد على وشك الانهيار. ونوى المجرة هي أماكن غريبة، تطرح إشارات يصعب تفسيرها، ما يعني أنه من المحتمل أن يكون هناك شيء آخر قد يتسبب في التباين في قلب J1430 + 2303.

ولمحاولة الوصول إلى جوهر المسألة، لجأ علماء الفلك إلى أطوال موجات الأشعة السينية. وباستخدام بيانات من مجموعة من مراصد الأشعة السينية، التي تغطي فترة زمنية مدتها 200 يوم، حاول فريق بقيادة ليمينغ دو من جامعة قوانغتشو في الصين تحديد التوقيعات عالية الطاقة التي نتوقع رؤيتها في ثقب أسود فائق الكتلة ثنائي على مدار متحلل.

ورأوا اختلافات في ضوء الأشعة السينية المنبعثة من المجرة، بالإضافة إلى نوع من الانبعاث المرتبط بسقوط الحديد على الثقب الأسود، والذي اكتشفه الفريق بمستوى ثقة بنسبة 99.96٪ من جهازين مختلفين. ويمكن أن يرتبط هذا الانبعاث بالثقوب السوداء فائقة الكتلة؛ ومع ذلك، لم يتمكن الفريق من قياس خصائص “مسدس الدخان” التي من شأنها أن تؤكد وجود ثنائي للثقب الأسود.

كما أن تحليل الملاحظات الإذاعية التي نُشرت في يوليو لم يكن حاسما. لذلك يبدو أننا ما زلنا غير متأكدين بنسبة 100٪ مما يحدث لـ J1430 + 2303.

وما يمكننا قوله بثقة هو أن شيئا غريبا للغاية يبدو أنه يحدث في مركز المجرة. وقبل كل شيء، إنه لغز، وغامض للغاية. وسواء كان ثقبا أسود هائلا على وشك الاصطدام أم لا، يبدو أن J1430 + 2303 يتطلب اهتماما أقرب وأكثر تفصيلا.

وتم قبول البحث للنشر في علم الفلك والفيزياء الفلكية، وهو متاح على موقع arXiv.

المصدر: ساينس ألرت