کشف سیاه چاله‌ای که ستاره نوترونی غول‌پیکر را بلعید

به گزارش گروه فناوری خبرگزاری دانشجو، یک میلیارد سال پیش، مدت‌ها قبل از طلوع حیات پیچیده بر روی زمین، سیاه چاله‌ای که چندین برابر خورشید جرم داشت، هسته فروپاشیده ستاره‌ای را که زمانی غول پیکر محسوب می‌شد، بلعید. برخورد عظیم میان این دو جرم باعث ایجاد امواج گرانشی در کیهان شد.

در ژانویه سال ۲۰۲۰، این امواج باستانی به سواحل منظومه شمسی ما رسیدند و در آنجا توسط تجهیزات فوق حساس در رصدخانه‌های آمریکا و ایتالیا مشاهده شدند. این اولین باری بود که ستاره شناسان سیاهچاله‌ای را در حال بلعیدن یک ستاره نوترونی مشاهده می‌کردند.

تنها ۱۰ روز بعد، ستاره شناسان همان پدیده را در قسمت دیگری از جهان کشف کردند، سیاه چاله‌ای که ستاره نوترونی همراه خود را می‌بلعید.

این اکتشافات که روز سه شنبه گذشته در مجله Astrophysical Journal Letters منتشر شد، نمایانگر یک موفقیت اساسی در نجوم گرانشی است، یک زمینه جدید تحقیقاتی که در آن محققان تحریفات کوچک فضا-زمان را برای سرنخ‌های مربوط به نحوه کار جهان بررسی می‌کنند.

محققان پیش از این برخورد دو سیاهچاله و دو ستاره نوترونی را به یکدیگر ثبت کرده اند. در حالی که الگو‌های نظری مدت‌ها بود که امکان ادغام ستاره نوترونی را در سیاه چاله پیش بینی می‌کردند، اما این پدیده دهه‌ها مشاهده نشد.

سوزان اسکات فیزیکدان دانشگاه ملی استرالیا و یکی از نویسندگان این تحقیق گفت: این‌ها حوادث چشمگیری است و ما مدت زیادی منتظر مشاهده آن‌ها بوده ایم؛ بنابراین باور نکردنی است که سرانجام آن‌ها را مشاهده کرده ایم. سیاه‌چاله‌ها اجرام نجومی با گرانش بسیار بالا هستند، حتی نور نیز نمی‌تواند از آن فرار کند. ستا ره‌های نوترونی ستاره‌های مرده بسیار متراکم هستند.

وی افزود: این مطالعه که بیش از هزار محقق در آن شرکت داشتند، به محققان کمک خواهد کرد تا مطالب بیشتری را در مورد نحوه شکل گیری این اجرام و میزان شایع بودن آن‌ها بدانند. این مطالعه حتی می‌تواند به افشای برخی از اسرار در مورد شکل گیری کهکشان کمک کند.

این محقق تصریح کرد: اکنون، ما آخرین قطعه از این معما را با اولین مشاهدات تایید شده امواج گرانشی از یک سیاه چاله و یک ستاره نوترونی تکمیل کردیم.

وی یادآور شد: محققان رصدخانه LIGO در آمریکا و رصدخانه «موج گرانشی ویرگو» در شمال ایتالیا، اولین برخورد سیاه چاله و ستاره نوترونی را در پنجم ژانویه ۲۰۲۰ کشف کردند.

به گفته این محقق ماهیت این امواج به محققان اجازه داد تا جرم را استنباط کنند و محل این برخورد را تخمین زنند. بر اساس نتایج این مطالعه، محققان تعیین کردند که سیاه چاله حدود ۹ برابر از خورشید سنگین‌تر است، در حالی که ستاره نوترونی حدود دو برابر سنگین‌تر از خورشید است.

وی خاطرنشان کرد:، اما نتایج مطالعه در مورد دومین ادغام که در روز ۱۵ ژانویه ۲۰۲۰ مشاهده شد، نشان داد که این ادغاح شامل یک سیاه چاله با جرمی شش برابر جرم خورشید و یک ستاره نوترونی با جرمی حدود یک و نیم برابر جرم خورشید را در بر می‌گرفت.

طبق این مطالعه، در هر دو مورد یاد شده، ستاره‌های نوترونی توسط (سیاه چاله) همراه شان بلعیده شده اند. هیچ گونه تابش نوری وجود نداشت - و این تعجب آور نبود. به گفته محققان، احتمالاً هیچ نمایش نوری برای دیدن وجود نداشته است، زیرا سیاه چاله‌ها به اندازه کافی بزرگ بودند تا ستاره‌های نوترونی را کاملا ببلعند.

طبق ادعای محققان، اولین ادغام در حدود ۹۰۰ میلیون سال نوری از زمین و دومین مورد در حدود یک میلیارد سال نوری از زمین فاصله دارد. با ثبت این دو مشاهده، محققان اکنون تخمین می‌زنند که هر ماه حدود یک مورد از این ادغام در فاصله یک میلیارد سال نوری از زمین اتفاق می‌افتد.