تم العثور على ثقب أسود خارج مجرتنا لأول مرة بطريقة بارعة

انطباع الفنان عن NGC 1850 BH1 والنجم الذي يدور حوله. (ESO / M. Kornmesser)

الثقوب السوداء هم سادة التخفي.

إذا لم تكن تلتهم المواد بشكل نشط ، والتي ليست كذلك في معظم الثقوب السوداء ذات الكتلة النجمية ، فإنها لا تصدر أي إشعاع يمكننا اكتشافه. لذلك ، علينا أن نلجأ إلى وسائل أخرى للكشف عنها - مثل البحث عن النجوم التي تبدو وكأنها في مدار ثنائي مع… لا شيء.

الآن ، وللمرة الأولى ، تمكن علماء الفلك من تحديد نطاق ثقب أسود خارج مجرة ​​درب التبانة باستخدام هذه الطريقة.

من خلال حركات نجم يدور في المدار ، حددوا ثقبًا أسود صغيرًا نسبيًا في سحابة ماجلان الكبيرة ، وهي مجرة ​​قزمة تدور حول درب التبانة على مسافة حوالي 160 ألف سنة ضوئية.

تم العثور على الثقب الأسود ، المسمى NGC 1850 BH1 ، في - كما خمنت - NGC 1850 ، مجموعة من آلاف النجوم. يشير الاكتشاف إلى أن هذه الطريقة يمكن أن تكون بالفعل مفتاحًا لإيجاد الثقوب السوداء في مجموعات النجوم ذات الكثافة السكانية العالية ، في مجرة ​​درب التبانة وخارجها.

على غرار شيرلوك هولمز الذي يتعقب عصابة إجرامية من زلاتهم ، نحن ننظر إلى كل نجم في هذه المجموعة باستخدام عدسة مكبرة في يد واحدة في محاولة للعثور على بعض الأدلة على وجود ثقوب سوداء ولكن دون رؤيتها مباشرة ، تقول عالمة الفيزياء الفلكية سارة ساراسينو من جامعة ليفربول جون مورس في المملكة المتحدة.

'النتيجة المعروضة هنا تمثل واحدًا فقط من المجرمين المطلوبين ، ولكن عندما تجد واحدًا ، فأنت في طريقك لاكتشاف العديد من المجرمين الآخرين ، في مجموعات مختلفة.'

معظم الثقوب السوداء التي اكتشفناها خارج مجرة ​​درب التبانة تخلت عن نفسها بسبب الإشعاع المنبعث عندما تكون نشطة. لا يصدر الثقب الأسود نفسه أي إشعاع ، لكن المادة التي تسقط عليه تطلق - الكثير من الإشعاع ، في الواقع.

منذ عام 2015 ، اكتشفنا أيضًا ملفعدد متزايد من الثقوب السوداءمن موجات الجاذبية ، التموجات الدقيقة التي تولدها في الزمكان عندما يصطدم جسمان. ومع ذلك ، مع كل هذه التطورات ، لا يزال هذا مجرد قطرة في المحيط الكوني.

قدر علماء الفلك أنه يمكن أن يكون هناك 100 مليون ثقب أسود ذو كتلة نجمية في درب التبانة وحدها. لم نكتشف حتى قريبًا من هذا العدد ، مما يعني أن هناك بعض الفجوات الكبيرة جدًا في فهمنا لهذه الأشياء الغامضة.

ومع ذلك ، فإن طريقة الأشياء حول يمكن أن يكون سلوك الثقوب السوداء علامة منبهة لوجودها. على الرغم من أنها قد تكون صغيرة ومظلمة من الناحية المادية (سيكون للثقب الأسود 11 ضعف كتلة الشمس أفق حدث يبلغ عرضه 65 كيلومترًا أو 40 ميلًا فقط ) ، لا يزالون يمارسون تأثير الجاذبية على الفضاء من حولهم.

على سبيل المثال ، عندما يلتقط ثقب أسود نجمًا في مدار ثنائي ، سيبدأ هذا النجم في التحرك بطريقة مميزة. على الرغم من أنه قد يبدو أنه يقف ساكنًا من المسافة التي نلاحظها ، إلا أن ضوءه سيتغير - طول الموجة يطول عندما يتحرك النجم بعيدًا عنا ، ويقصر كلما تحرك نحونا.

لا يمكن كشف النقاب عن الغالبية العظمى من الثقوب السوداء إلا بشكل ديناميكي ، يقول عالم الفلك ستيفان دريزلر من جامعة غوتنغن في ألمانيا.

عندما يشكلون نظامًا بنجم ، فإنهم سيؤثرون على حركته بطريقة خفية ولكن يمكن اكتشافها ، حتى نتمكن من العثور عليها بأدوات متطورة.

جمعت ساراسينو وفريقها بيانات لمدة عامين باستخدام المستكشف الطيفي متعدد الوحدات التابع للتلسكوب الكبير جدًا (MUSE) ، ثم حللوا هذه البيانات بحثًا عن تغيرات الطول الموجي التي تشير إلى نجم ثنائي ، واستبعد أي نظام له رفيق مرئي.

كانت نتيجة كل هذا العمل المضني اكتشاف NGC 1850 BH1. تبلغ كتلة نجمه المصاحب حوالي 5 أضعاف كتلة الشمس ، وهو في نهاية عمر التسلسل الرئيسي. إنه قريب جدًا من الثقب الأسود ، مع فترة مدارية مدتها 5 أيام فقط - قريب جدًا ، عندما ينتفخ النجم عندما يبدأ في الموت ، من المرجح أن تبدأ المواد في التسرب إلى الثقب الأسود.

ولكن هناك سبب آخر لكون هذا الاكتشاف رائعًا للغاية. إن العنقود النجمي NGC 1850 صغير جدًا من الناحية الكونية - عمره 100 مليون سنة فقط. تمثل NGC 1850 BH1 إمكانية العثور على ثقوب سوداء أكثر شبابًا ، والتي بدورها يمكن أن تساعدنا في فهم كيفية تشكل هذه الأجسام وتطورها.

يمكن أن يساعدنا العثور على ثقوب سوداء في مجموعات النجوم الشابة على فهم مراحل التطور بين نجم ضخم و a النجم النيوتروني أو الثقب الأسود ، والإحصاءات السكانية للثقوب السوداء في عناقيد النجوم. نظرًا لأن عناقيد النجوم هي المكان الذي يعتقد علماء الفلك أنه من المرجح أن تحدث فيه الثقوب السوداء والنجوم النيوترونية ، فإن هذا له أيضًا آثار على مجال موجة الجاذبية علم الفلك نفسه.

سيكون كل اكتشاف نقوم به مهمًا لفهمنا المستقبلي للعناقيد النجمية والثقوب السوداء الموجودة فيها ، يلاحظ عالم الفلك مارك جيليس من جامعة برشلونة بإسبانيا.

تم نشر البحث في الإخطارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية .

من نحن

نشر حقائق تقارير مستقلة ومثبتة عن الصحة والفضاء والطبيعة والتكنولوجيا والبيئة.