اكتشف العلماء لأول مرة آثارًا لمدار غير عادي في زوج من الثقوب السوداء المتصادمة. ويظهر تحليل بيانات موجات الجاذبية ليجو وفيرجو أن هذه الأجسام لا تتحرك في دائرة مثالية، كالعادة، ولكن على طول مدارات بيضاوية مسطحة. يعد هذا النوع من المدارات نادرًا جدًا ويمكن أن يخبرنا كثيرًا عن كيفية تشكل أنظمة الثقوب السوداء عادةً. يتم نشر نتائج العمل في مجلة Physical Review د.
عندما لا يكون المدار دائريا
تدور معظم النجوم الثنائية والثقوب السوداء حول بعضها البعض لفترات طويلة من الزمن، وبمرور الوقت، تنتقل إلى مدارات دائرية مثالية تقريبًا. ولكن إذا كان المدار لا يزال ممدودًا، فهذا يعني أن الزوجين قد تشكلا مؤخرًا نسبيًا – ربما بعد الاصطدام أو التعرف على شخص آخر في نجم ضيق.
هذا هو المفتاح لحل أين ولماذا تولد أزواج من الثقوب السوداء، وهو ما نراه بمساعدة موجات الجاذبية.
قصة الاصطدام
حصل الحدث المكتشف على المؤشر GW200208_222617 كأحد العلامات القليلة للانحراف المركزي الملحوظ – مما يعني أن المدار لا يشبه الدائرة. قام الفريق الدولي بمحاكاة عدة سيناريوهات محتملة وتوصل إلى استنتاج مفاده أن هذا الزوج من الثقوب السوداء لم ينشأ بمفرده، بل في بيئة مليئة بالنجوم – على سبيل المثال، في عنقود كثيف أو في نظام ثلاثي حيث يمكن لنجم ثالث أن يؤثر عليهما.
يوضح روميرو: “إذا كان المدار مسطحًا، فهذا يعني أن النظام الثنائي قد تشكل مؤخرًا أو اتصل بشيء من الغاز الخارجي أو نجم مجاور أو ثقب أسود آخر”.
تعتبر مثل هذه اللقاءات بمثابة أدلة نادرة حول حياة الثقوب السوداء. إنها تساعد في فهم كيف وجدت هذه الأجسام العملاقة بعضها البعض ولماذا اندمجت.
لماذا هذا الاكتشاف مهم؟
يؤدي اكتشاف المدارات الطويلة إلى تغيير وجهات النظر حول أصل العديد من الأنظمة الثنائية. إذا تم تشكيل زوج واحد على الأقل من الثقوب السوداء في كتلة كثيفة، فقد يظهر جزء كبير من الثقوب السوداء هناك.
يقول روميرو: “إذا تمت ملاحظة حدث غريب الأطوار بثقة، فهذا يشير إلى أنه ربما تكون العديد من الثقوب السوداء الأخرى قد عبرت نفس المسار التطوري”.
بمعنى آخر، يمكن أن يساعد هذا الاكتشاف علماء الفلك في معرفة مكان حدوث مثل هذه الاشتباكات الكارثية في الكون غالبًا، في أنظمة نجمية واحدة أو في مناطق “متعددة الطوابق” من الفضاء حيث تعيش النجوم حياة مملة.
ولتأكيد الشكل النادر للمدار، هناك حاجة إلى المزيد من عمليات الرصد هذه. ولكن إذا تم تأكيد الاستنتاج، فسيكون هذا أحد الأدلة المباشرة الأولى على أنه ليست كل الثقوب السوداء تولد وتعيش بمفردها.
إن الانحراف يشبه بصمة الإصبع التي يمكنك من خلالها فهم أن هذه الثقوب السوداء لا تعيش بمفردها. يوضح روميرو شو أن الكون ليس مكانًا هادئًا، بل هو صراع وتفاعل كامل بين البيئات.