رصد ثقب أسود شارد من تلقاء نفسه لأول مرة

بالعربي/ يقول العلماء إن الثقب الأسود ذو الكتلة النجمية المعزولة هو الأول من نوعه على الإطلاق.

توصلت دراسة جديدة إلى أن علماء الفلك ربما اكتشفوا وقاسوا لأول مرة كتلة ثقب أسود معزول ذو كتلة نجمية .

أشارت الأبحاث السابقة إلى أنه عندما تصل النجوم العملاقة التي تزيد كتلتها عن 20 مرة إلى نهاية حياتها ، فإنها عادة ما تموت في انفجارات كارثية تُعرف باسم المستعرات الأعظمية ، ومن المتوقع أن تنهار نواتها الكثيفة لتصبح ثقوبًا سوداء.

يُقدر أن النجوم الكبيرة بما يكفي لتكوين ثقوب سوداء تشكل حوالي واحد من بين ألف نجم ، مما يشير إلى أنه في مجرة درب التبانة ، “يجب أن يكون هناك حوالي 100 مليون ثقب أسود ذو كتلة نجمية” ، كما قال المؤلف الرئيسي للدراسة كايلاش ساهو ، عالم الفيزياء الفلكية في قال معهد علوم تلسكوب الفضاء في بالتيمور لموقع Space.com. (الثقوب السوداء ذات الكتلة النجمية تصل إلى بضعة أضعاف كتلة الشمس ، على عكس الثقوب السوداء الهائلة التي تبلغ ملايين المليارات من الكتل الشمسية).

حتى الآن ، كانت جميع الثقوب السوداء ذات الكتلة النجمية المكتشفة حتى الآن موجودة في أنظمة ثنائية مع شركاء مثل النجوم النيوترونية . في المقابل ، قال ساهو إن غالبية الثقوب السوداء ذات الكتلة النجمية في مجرة ​​درب التبانة يجب أن تكون مفردة.

ومع ذلك ، قال ساهو: “لم يتمكن أحد من العثور على ثقب أسود منعزل”. كما يوحي اسمها ، تمتص الثقوب السوداء أي ضوء يسقط عليها ، مما يجعل من الصعب اكتشافها في ظلمة الفضاء. من السهل اكتشاف الثقوب السوداء في الأنظمة الثنائية لأن تفاعلاتها مع شركائها يمكن أن تولد الضوء أو موجات الجاذبية التي تشير خصائصها إلى وجود ثقب أسود. في المقابل ، تفتقر الثقوب السوداء المعزولة إلى مثل هؤلاء الشركاء للمساعدة في الكشف عن وجودها.

الآن ، بمساعدة تلسكوب هابل الفضائي التابع لناسا ، اكتشف العلماء ثقبًا أسود كتلة نجمية معزولًا على بعد حوالي 5150 سنة ضوئية من الأرض ، في اتجاه الانتفاخ في مركز مجرة ​​درب التبانة.

قال ساهو: “نحن نعلم الآن أن الثقوب السوداء المعزولة موجودة”. “ولديهم كتل مماثلة للثقوب السوداء الموجودة في الثنائيات. ولا بد من وجود الكثير منها هناك.”

المفتاح وراء هذا الاكتشاف هو كيف تقوم حقول الجاذبية القوية ، مثل تلك التي تنتمي إلى الثقوب السوداء ، بتشويه نسيج المكان والزمان. على هذا النحو ، يمكن أن تتصرف مثل النظارات المكبرة ، وهي ظاهرة تعرف باسم ” عدسة الجاذبية “.

قال ساهو: “إذا تمكن المرء من اكتشاف وقياس انحناء الضوء الذي تسببه هذه الأجسام الضخمة ، فمن الممكن اكتشافها وقياس كتلها”.

قال ساهو إن عددًا من برامج المسح الأرضية تراقب ملايين النجوم كل ليلة لاكتشاف أحداث عدسات الجاذبية “حيث يسطع النجم ببطء ويتلاشى خلال أيام أو شهور”. “ظاهرة العدسة الدقيقة هذه ناتجة عن جسم متداخل ، والذي يمكن أن يكون نجمًا أو قزمًا أبيض أو نجمًا نيوترونيًا أو ثقبًا أسود أو ما إلى ذلك. برامج المسح عادةً تكتشف حوالي 2000 حدث عدسات ميكرو في السنة. عدد قليل منها هو من المتوقع أن يكون سببه الثقوب السوداء “.

كلما زادت كتلة جسم عدسة الجاذبية ، زاد السطوع الناتج. نظرًا لأنه من المتوقع أن يكون الثقب الأسود ضخمًا ، فمن المتوقع أن يستمر حدث العدسة الدقيقة الخاص به لفترة طويلة. وأوضح ساهو أنه “من المتوقع أيضًا أن يكون الثقب الأسود مظلماً”. “لذلك نستخدم هذين المعيارين الرئيسيين – يجب أن يكون للحدث مدة طويلة ، ويجب ألا تصدر العدسة أي ضوء.”

ومع ذلك ، فإن النجوم صغيرة الكتلة التي تتحرك ببطء في السماء قد تبدو أيضًا مظلمة نسبيًا وتولد أحداث عدسات ثقالية طويلة الأمد. قال ساهو إن إحدى الطرق لتمييز ثقب أسود معزول عن نجم صغير الكتلة هي حقيقة أن الثقب الأسود سوف يحرف الضوء عن نجوم الخلفية “بما يكفي بحيث يمكن قياسه باستخدام هابل”. “إذا أظهرت ملاحظات هابل انحرافًا كبيرًا ولكن لا يوجد ضوء من العدسة ، فسيكون ذلك ثقبًا أسود.”

من خلال الجمع بين ملاحظات هابل وبيانات التلسكوب الأرضي ، اكتشف العلماء حدثًا للعدسة الدقيقة لمدة 270 يومًا ، يسمى MOA-2011-BLG-191 / OGLE-2011-BLG-0462 ، والذي قالوا إنه من المحتمل أنه جاء من ثقب أسود منعزل.

قال ساهو: “لقد استغرق الأمر عامين من التخطيط تليها ست سنوات من المراقبة مع هابل ، لكن كان من المرضي للغاية رؤية النتائج المذهلة”. “اتضح على الفور مع ضوء النهار أنه ثقب أسود ، ولم يكن هناك شيء آخر يمكن أن يسبب الانحرافات التي قمنا بقياسها.”

قدر الباحثون أن هذا الثقب الأسود المعزول كان كتلته حوالي 7.1 مرة من كتلة الشمس. ووجدوا أيضًا أن هذا الثقب الأسود ينتقل بسرعة حوالي 100000 ميل في الساعة (162000 كم / ساعة). يشير هذا إلى أن هذا الثقب الأسود ربما تلقى ركلة من انفجار المستعر الأعظم الذي ولده.الإعلانات

وقال ساهو إن المراصد المستقبلية مثل تلسكوب نانسي جريس الفضائي الروماني ومرصد فيرا سي روبن في تشيلي قد “تساعد بشكل كبير” في اكتشاف المزيد من الثقوب السوداء ذات الكتلة النجمية المعزولة.

المصدر/ livescience.comالمترجم/barabic.com