اكتشف العلماء وجود ثقب أسود يبتلع نجمًا نيوترونيًا

مفهوم الفنان للمشهد الذي يمكن أن يحدث عندما يجتمع ثقب أسود ونجم نيوتروني ، في مجرة ​​بعيدة. الصورة عبر ANU.

بدأ العلماء بالإعلان في أواخر الأسبوع الماضي عن اعتقادهم أنهم اكتشفوا وجود ثقب أسود يبتلع نجمًا نيوترونيًا. كل من هذه الكائنات تمثل بقايا فائقة الكثافة للنجوم الميتة. في هذه الحالة ، يقيمون على بعد 900 مليون سنة ضوئية - بعيدًا عن مجرة ​​درب التبانة - لذلك نحن نعرف اجتماعهم ، إذا حدث ، فقد حدث قبل 900 مليون سنة. لقد استغرق الأمر كل تلك السنوات لموجات الجاذبية - تموجات في الفضاء والوقت الذي تم إنشاؤه في اجتماعهم - للسفر إلى الأرض ، ليتم الإحساس بها أخيرًا يوم الأربعاء ، 14 أغسطس 2019 ، عبر ثلاثي من أجهزة الكشف عن موجات الجاذبية في الولايات المتحدة و إيطاليا.

يبدو العلماء متحمسين بحذر لهذا الكشف. الكتابة في العلوم في 16 أغسطس 2019 ، قال أندرو تشو:

ربما يكون صيادو الموجة الجاذبية قد اكتشفوا محجرهم الأكثر غرابة حتى الآن. في 14 أغسطس في الساعة 5:10:39 مساءً بتوقيت شرق الولايات المتحدة ، اكتشف ثلاثي من أجهزة الكشف العملاقة في الولايات المتحدة وإيطاليا نبضة من موجات الجاذبية - تموجات في الفضاء نفسه - على ما يبدو عندما انطلق ثقب أسود ونجم نيوتروني في بعضهما البعض حوالي 900 مليون سنة ضوئية. كان المراقبون قد رصدوا في السابق العديد من عمليات الدمج بين الثقوب السوداء ودمج واحد من نجوم النيوترون ، ولكن لم يكن مزيجًا أبدًا. يمكن أن يعطي الاكتشاف الجديد رؤى جديدة لنجوم النيوترون ، والتي تصنع من أكثر المواد كثافة في الكون.

تم إجراء عمليات الكشف عن موجات الجاذبية في 14 أغسطس من قبل مرصد الموجة الجاذبية المتقدم للتداخل بالليزر (LIGO) ، والذي يتكون من كاشفات موجية ثنائية الجاذبية في الولايات المتحدة ، وكذلك من قبل كاشف العذراء في مرصد الجاذبية الأوروبي في إيطاليا.

هناك سبب وجيه للاعتقاد بأن الثقوب السوداء تبتلع النجوم النيوترونية أحيانًا ، تمامًا كما قد تبتلع أي شيء آخر يكون قريبًا جدًا منها. تشير موجات الجاذبية إلى حدوث شيء ما ، ويشير التحليل إلى وجود كتل للأجسام المندمجة بما يتماشى مع الثقوب السوداء والنجوم النيوترونية. شاركت سوزان سكوت ، رئيسة مجموعة نظرية النسبية العامة وتحليل البيانات في الجامعة الوطنية الأسترالية ، في التحليل. في بيان صدر في 19 أغسطس 2019 ، قال سكوت:

منذ حوالي 900 مليون سنة ، أكل هذا الثقب الأسود نجمًا كثيفًا جدًا ، يُعرف باسم نجم نيوتروني ، مثل Pac-man - ربما يخرج النجم على الفور.

لذا ، قام كل من LIGO و Virgo بالتقاط الإشارات في 14 أغسطس من اندماج نجم في الثقب الأسود / النيوترون (إذا كان هذا هو ما كان عليه). بدت سكوت واثقة عندما علقت أن هذا الاكتشاف الأخير يكمل مجموعة كاملة من الملاحظات على قائمة الأمنيات الأصلية لهؤلاء العلماء: ثقوب سوداء بها ثقوب سوداء ، ونجوم نيوترونية بنجوم نيوترونية ، والآن ثقب أسود بنجم نيوتروني. وأضافت أنه لم يكن هناك تأكيد مرئي لعملية اندماج النجمة السوداء / النيترون ، على الرغم من حقيقة أن:

استجاب تلسكوب ANU SkyMapper [تلسكوب مسح ميداني واسع النطاق] لتنبيه الكشف ومسح المنطقة بالكامل المحتملة من الفضاء حيث وقع الحدث ...

وقالت إن العلماء ما زالوا يحللون البيانات للتأكد من الحجم الدقيق للكائنين ، لكن النتائج الأولية تشير إلى احتمال قوي للغاية لوجود ثقب أسود يلف نجمًا نيوترونيًا. من المتوقع أن يتم نشر النتائج النهائية في المجلات العلمية. وأوضح سكوت:

لم يكتشف العلماء أبدًا ثقبًا أسود أصغر من خمس كتل شمسية أو نجم نيوتروني أكبر من كتلة الشمس بحوالي 2.5 مرة.

بناءً على هذه التجربة ، نحن واثقون تمامًا من أننا اكتشفنا للتو ثقبًا أسود يلتهم نجمًا نيوترونيًا.

ومع ذلك ، هناك احتمال بسيط ولكنه مثير للفضول أن يكون الجسم المبتلع ثقبًا أسود خفيفًا جدًا - أخف بكثير من أي ثقب أسود آخر نعرفه في الكون. ستكون جائزة عزاء رائعة حقًا.

ما الذي نعرفه عن عمليات الدمج بين النجوم السوداء والنيوترونية؟ طريقة واحدة لدراستها من الأرض هي إنشاء المحاكاة ، مثل هذا المحاكاة عبر محاكاة أوقات الفراغ القصوى (CC BY-NC 3) / العلوم.

خلاصة القول: لأول مرة ، اكتشف العلماء موجات الجاذبية من تصادم نجم ثقب أسود / نيوتروني.

عبر ANU