اكتسب أول استكشاف لثقب أسود بدوي ينساب عبر مجرة درب التبانة ، والذي تم اكتشافه في وقت سابق من هذا العام ، مصداقية كبيرة. أجرى فريق ثانٍ تحليلات منفصلة ومستقلة وقاموا بنفس الاكتشاف تقريبًا ، مما عزز فيرال أننا حددنا ثقبًا أسودًا بدويًا يتجول في المجرة.
لكن العمل الجديد ، بقيادة عالم الفلك كاسي لام وجيسيكا لو من جامعة كاليفورنيا ، بيركلي ، توصل إلى نتيجة مختلفة قليلاً. بالنظر إلى مجال كتلة الجسم ، يمكن أن يكون نجمًا نيوترونيًا وليس ثقبًا أسود ، وفقًا للدراسة الجديدة.
في كلتا الحالتين ، على الرغم من ذلك ، هذا يعني أنه قد يكون لدينا أداة للبحث عن أجسام “مظلمة” أو مضغوطة أو غير قابلة للاكتشاف في مجرتنا عن طريق قياس كيف تنحني مجالات جاذبيتها وتشوه الضوء من النجوم البعيدة التي تمر عبرها. يسمى الجاذبية الدقيقة.
يقول لو: “هذا هو أول ثقب أسود متنقل أو نجم نيوتروني يتم اكتشافه باستخدام عدسة الجاذبية الدقيقة”.
“نحن قادرون على فحص هذه الأشياء المنفردة المضغوطة وحساب وزنها باستخدام عدسات ميكروية. أعتقد أننا فتحنا نافذة جديدة على هذه الأشياء المظلمة التي لا يمكن رؤيتها بأي طريقة أخرى “.
يتم تفسير الثقوب السوداء على أنها النوى المنهارة للنجوم العملاقة تصل إلى نهاية حياتها وتطلق مادتها الخارجية. يُعتقد أن النجوم الأم لمثل هذا الثقب الأسود ، والتي تبلغ كتلتها 30 ضعف كتلة الشمس ، لها عمر قصير نسبيًا.
لذلك ، وفقًا لأفضل تقديراتنا ، يجب أن يكون هناك ما بين 10 ملايين إلى مليار ثقب أسود من الكتلة النجمية تتجول في المجرة.
لكن الثقوب السوداء لا يطلق عليها ذلك من أجل لا شيء. إنه لا يصدر أي ضوء يمكننا اكتشافه ما لم تسقط المواد فيه ، وهي عملية تنتج أشعة سينية من الفضاء حول الثقب الأسود. لذلك إذا قضى الثقب الأسود وقته في فعل أي شيء ، فبالكاد يمكننا اكتشافه به.
كل شيء يمتلكه الثقب الأسود تقريبًا هو مجال الجاذبية الفائقة ، بقوة تعمل على ثني الضوء المار من خلاله. بالنسبة لنا ، كمراقبين ، هذا يعني أنه من المحتمل أن نرى نجمًا بعيدًا يبدو أكثر إشراقًا ، وفي موقع مختلف عما هو عليه في الواقع.
هذا بالضبط ما حدث في 2 يونيو 2011. قامت مهمتان منفصلتان للعدسات الدقيقة – تجربة عدسة الجاذبية الضوئية (OGLE) وأرصاد العدسة الدقيقة في الفيزياء الفلكية (MOA) – بتسجيل حدث انتهى في 20 يوليو بشكل منفصل.
يُطلق على هذا الحدث اسم MOA-2011-BLG-191 / OGLE-2011-BLG-0462 ويُختصر إلى OB110462. حوّل العلماء انتباههم إلى إلقاء نظرة فاحصة ؛ لأنه بعيد ومشرق بشكل غير عادي.
وأوضح لام أن “طول الحدث الساطع هو مؤشر على حجم عدسة الواجهة التي تحرف الضوء عن نجمة الخلفية”.
من المرجح أن يكون سبب الأحداث الطويلة هو وجود ثقب أسود. ومع ذلك ، فهو غير مضمون. لأن مدة حلقة الضوء لا تتعلق فقط بحجم العدسة الأمامية ، ولكن أيضًا بالسرعة النسبية التي تتحرك بها العدسة الأمامية ونجم الخلفية تجاه بعضهما البعض “.
ومع ذلك ، يمكننا أن نكون متأكدين: هل العدسة الأمامية عبارة عن ثقب أسود حقًا من خلال الحصول على قياسات للموقع الظاهر لنجم الخلفية أم لا؟
رسم توضيحي يوضح كيف قدم هابل حدث العدسة الدقيقة (ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية و STScI وجوزيف أولمستيد)
في هذه الحالة ، حتى عام 2017 ، تم إجراء ثماني عمليات رصد مختلفة للمنطقة باستخدام تلسكوب هابل الفضائي.
خلص فريق من علماء الفلك بقيادة كايلاش ساهو من معهد علوم تلسكوب الفضاء من تحليل شامل لهذه البيانات إلى أن المشتبه به كان عدسة صغيرة على شكل ثقب أسود كتلته 7.1 مرة من كتلة الشمس.، 5153 سنة ضوئية.
تضيف تحليلات لو ولام الآن المزيد من البيانات من هابل المأخوذة في عام 2021. وجد فريقهم أن الجسم كان أصغر قليلاً ، بين 1.6 و 4.4 ضعف كتلة الشمس.
هذا يعني أن هذا الجسم يمكن أن يكون نجمًا نيوترونيًا. إنه أيضًا النواة المنهارة لنجم عملاق كتلته بين 8 و 30 ضعف كتلة الشمس.
يتم دفع الجسم الناتج عن طريق شيء يسمى ضغط اضمحلال النيوترونات ، لأن النيوترونات لا تريد أن تشغل حيزًا بنفسها ، وهذا يمنعها من الانهيار تمامًا في الثقب الأسود. كتلة نهائية لمثل هذا الشيء تساوي 2.4 ضعف كتلة الشمس.
ومن المثير للاهتمام أنه لم يتم اكتشاف ثقب أسود كتلته أقل من 5 أضعاف كتلة الشمس. وهذا ما يسمى فجوة الكتلة المنخفضة. إذا كان عمل لام وزملائها صحيحًا ، فهذا يعني أنه يمكننا اكتشاف جسم منخفض الكتلة ضمن نطاقنا ، وهو أمر مثير للغاية.
عاد الفريقان بكتلة مختلفة من جسم العدسة لأن تحليلاتهم أعطت نتائج مختلفة فيما يتعلق بالحركات النسبية للجسم المضغوط والنجم الذي تعرض ضوءه للعدسة.
اكتشف ساهو وفريقه أن الجسم المضغوط كان يتحرك بسرعة حوالي 45 كيلومترًا في الثانية نتيجة وميض طبيعي: انفجار مستعر أعظم غير متوازن يمكن أن يندفع بعيدًا عن القلب المنهار.
وجدت لام وزملاؤها 30 كيلومترًا في الثانية. يقولون إن هذا الاكتشاف يشير إلى أن انفجار سوبرنوفا قد لا يكون ضروريًا لولادة ثقب أسود.
ليس من الممكن حاليًا استخلاص استنتاج قاطع من OB110462 حول التقدير الصحيح ، لكن علماء الفلك يتوقعون تعلم الكثير من اكتشاف المزيد من هذه الأشياء في المستقبل.
وقال لام: “على أي حال ، هذا الجسم هو أول بقايا نجمية مظلمة تكتشفها المجرة دون أن تلتصق بنجم آخر”.
اقرأ أيضًا:
اكتشف الباحثون ثقبًا أسودًا بدويًا يسافر عبر الفضاء في مجرتنا
اكتشاف ثقب أسود نادر للغاية
ترجمة: سارة أحيدوش
تحرير: هدية أحمد زكي