دانشمندان یک ابرسیاهچاله را در حال انجام یک بیلیارد بازی مرگبار با سه سیاهچاله دیگر کشف کردهاند.
به نقل از آیای، دانشمندان یک سیاهچاله کلان جرم(ابرسیاهچاله) را کشف کردهاند که سه سیاهچاله دیگر را در قرص هیولایی که در اطراف آن میچرخند، یعنی جایی که زمان و مکان شروع به پیچیدن درهم میکنند، به دام انداخته است.
با وجود سه سیاهچاله در چنین مجاورت نسبی، محیط محلی فضا-زمان به مکانی تبدیل شده است که در آن هرج و مرج حاکم شده و تبدیل به جایی شده که امواج گرانشی به یکدیگر برخورد میکنند و بافت کیهان را کشیده و خرد میکنند.
تحقیقات جدید یک موج گرانشی عجیب را که در ماه می ۲۰۱۹ مشاهده شد، بررسی کرد که همچنان دانشمندان را گیج کرده است. امواج گرانشی امواجی هستند که زمانی که ساختار واقعیت فیزیکی توسط رویدادهای بسیار شدید مانند ادغام سیاهچالهها تغییر میکند، در فضا-زمان منتشر میشوند. اما رویدادی که در این مطالعه مورد بررسی قرار گرفته، یک سیاهچاله با اندازه متوسط را مینگرد که دانشمندان نه میتوانند آن را به وضوح ببینند و نه به روشنی توضیح دهند. اسرارآمیزتر این است که مسیر دایرهای آن به طرز عجیبی با نزدیک شدن دو سیاهچاله به یکدیگر مختل شد.
“امره بارتوس” فیزیکدان دانشگاه “فلوریدا” و یکی از نویسندگان این مطالعه در بیانیهای گفت: این رویداد موج گرانشی موسوم به “GW۱۹۰۵۲۱” شگفتانگیزترین کشف تا به امروز است.
هنگامی که این سیگنال گیجکننده برای اولین بار در دادهها ظاهر شد، دانشمندان فکر کردند که ممکن است یک ادغام سیاهچاله در منطقهای از فضا باشد که سیاهچالهها در آن فراوان هستند. سیاهچالههایی به اندازه ستاره زمانی به وجود میآیند که یک ستاره بزرگ بمیرد. جرم هر کدام تقریباً ۱۲ برابر خورشید ماست. اما سیاهچالههای کلان جرم در مرکز تمام کهکشانها از جمله کهکشان راه شیری ما وجود دارند و دارای ماده به اندازه میلیونها برابر بیشتر از همتایان به اندازه ستاره خود جرم دارند.
در حالی که ادغام مشاهده شده در می ۲۰۱۹ احتمالاً به ایجاد یک سیاهچاله با اندازه متوسط با تقریباً ۱۰۰ تا ۱۰۰۰ برابر جرم خورشید منجر شد، چیزی در آن نزدیکی کمین کرده بود که درک دقیق چگونگی به وجود آمدن آن را دشوار میکرد.
ستارهشناسان این فرضیه را مطرح کردند که سیاهچاله تازه تشکیل شده ۱۴۲ برابر جرم خورشید ما است و “GW۱۹۰۵۲۱” در مجاورت یک هسته فعال کهکشانی رخ داده است که حاوی یک ابرسیاهچاله است. این منطقهای از فضا است که در آن سیاهچالهها ممکن است بسیار فراوان باشند، جایی که ستارگان مسنتر با جرم کافی برای رفتن به نقطه بحرانی و تشکیل تکینگیهای خود یک اتفاق رایج است.
اما مطالعه اخیر احتمال جدیدی را مورد بررسی قرار داد: این دو سیاهچاله هنگام برخورد به دور گرانش یکدیگر نمیچرخیدند، بلکه در عوض، مدارهای آنها به جای دایرهای، بیضوی بوده است. این چیزی است که هیچکس تاکنون ندیده بود.
فیزیکدانان تصمیم گرفتند تا برخورد سیاهچالهها را مدلسازی کنند و به محض اینکه سیاهچاله دیگری را در مجاورت آن قرار دادند، همه چیز تغییر کرد. وقتی یک ابرسیاهچاله را در این منظومه قرار میدهید، یک قرص عظیم از ماده ایجاد میکند که به دور آن میچرخد. مانند یک منظومه شمسی، اما بسیار بزرگتر و به جای سیارهها، هسته فعال یک کهکشان(سیاهچاله کلانجرم) توسط سیاهچالههای کوچکتر به اندازه ستاره احاطه شده است که در سراسر دیسک ماده پراکنده شدهاند.
“یوهان سامسینگ” اخترفیزیکدان مؤسسه “نیلز بور” در دانمارک میگوید، این امر باعث شده که احتمال ادغام غیرعادی(یا بیضی مانند) بین دو سیاهچاله کوچکتر، تا ۱۰۰ برابر بیشتر افزایش یابد. تقریباً نیمی از ادغامها در چنین دیسکی، غیرعادی و بیضوی هستند، نه دایرهای.
“بنس کوسیس” اخترفیزیکدان دانشگاه “آکسفورد” میگوید: در این محیطها، سرعت و چگالی معمول سیاهچالهها آنقدر زیاد است که سیاهچالههای کوچکتر مانند یک بازی بیلیارد غولپیکر میچرخند.
اکنون که این منظره جهنمی جدید آشکار شده است، گام بعدی دانشمندان، شناسایی برخورد سیاهچالههای بیشتر در چنین محیطهایی است.
این مطالعه در مجله Nature منتشر شده است.
