اكتشاف اثنين من الثقوب السوداء الجديدة الأقرب إلى الأرض

اكتشف علماء الفلك ثقبين أسودين جديدين هما الأقرب إلى الأرض، ويمثلان أيضا شيئا لم يره علماء الفلك من قبل، وعثر على الثقوب السوداء، المسماة Gaia BH1 وGaia BH2، في البيانات التي جمعتها مركبة الفضاء Gaia التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية (ESA).

ووفقا لما ذكره موقع “RT”، يقع Gaia BH1 على بعد 1560 سنة ضوئية فقط من الأرض في اتجاه كوكبة الحواء، بينما يقع Gaia BH2 على بعد 3800 سنة ضوئية في كوكبة القنطور. ومن الناحية الكونية، يقع كلا الثقبين السوداءين في الفناء الخلفي للأرض.

ومع ذلك، فإن اقتراب هذه الثقوب السوداء من الأرض ليس فقط ما يجعلها غير عادية، حيث تدور حولها النجوم على مسافات أكبر بكثير مما لوحظ في السابق في أنظمة النجوم المزدوجة المصاحبة للثقب الأسود.

ويقول قائد فريق الاكتشاف كريم البدري، من مركز هارفارد سميثسونيان للفيزياء الفلكية في ماساتشوستس وماكس بلانك معهد علم الفلك في ألمانيا، في بيان: “ما يميز هذه المجموعة الجديدة من الثقوب السوداء عن تلك التي عرفناها بالفعل هو انفصالها الواسع عن النجوم المصاحبة لها”.

وتسمى الأنظمة النجمية المصاحبة للثقب الأسود “العادية” ثنائي أشعة إكس (ثنائي الأشعة إكس) وعادة ما تكون ساطعة في انبعاثات الأشعة السينية والراديو ذات الطاقة العالية. وهذا يسهل العثور عليها أكثر من الثقوب السوداء التي لا تبتلع المادة، وبالتالي لا تنبعث منها إشارت قوية من الطاقة.

ويشار إلى أن الثقوب السوداء Gaia BH1 وGaia BH2 مظلمة تماما وتم اكتشافهما من خلال تأثير الجاذبية على النجوم المصاحبة لها.

وأوضح البدري أن “هذه الثقوب السوداء لها على الأرجح تاريخ تكوين مختلف تماما عن ثنائي أشعة إكس. كنا نشك في إمكانية وجود ثقوب سوداء في أنظمة أوسع، لكننا لم نكن متأكدين من كيفية تشكلها. ويعني اكتشافها أنه يجب علينا تكييف نظرياتنا حول تطور أنظمة النجوم الثنائية، لأنه لم يتضح بعد كيف تتشكل هذه الأنظمة”.

وتم تجهيز Gaia للقيام بمثل هذه الاكتشافات لأنه يمكنه قياس موقع وحركة مليارات النجوم بدقة على خلفية السماء.

وقال العلماء إن تتبع هذه الحركة النجمية يشير بدقة إلى تأثيرات الجاذبية التي تمارس على هذه النجوم من النجوم الأخرى، والكواكب التي تدور حول الكواكب والثقوب السوداء.

وقال تيمو بروستي، عالم مشروع Gaia في وكالة الفضاء الأوروبية: “كانت دقة بيانات Gaia ضرورية لهذا الاكتشاف. تم العثور على الثقوب السوداء من خلال رصد التذبذب الضئيل للنجم المرافق لها أثناء الدوران حوله. ولا توجد أداة أخرى قادرة على إجراء مثل هذه القياسات”.

وتم دعم ملاحظات Gaia بقياسات حركة كل نجم مرافق بواسطة المراصد الأخرى. على سبيل المثال، كشفت تحقيقات متابعة Gaia BH2 مع مرصد Chandra X-ray التابع لناسا والتلسكوب الراديوي MeerKAT الجنوب إفريقي على الأرض، أنه لا يوجد ضوء يمكن اكتشافه قادم من هذه الثقب الأسود.

وقالت عضوة فريق الاكتشاف إيفيت سينديز، من مركز هارفارد سميثسونيان للفيزياء الفلكية: “على الرغم من أننا لم نكتشف شيئا، فإن هذه المعلومات قيمة للغاية لأنها تخبرنا كثيرا عن البيئة المحيطة بالثقب الأسود”.

وأضافت: “هناك الكثير من الجسيمات التي تخرج من النجم المرافق على شكل رياح نجمية. ولكن نظرا لأننا لم نشاهد أي ضوء راديوي، فهذا يخبرنا أن الثقب الأسود ليس آكلا رائعا وأن العديد من الجسيمات لا تعبر أفق الحدث الخاص به. لا نعرف سبب ذلك، لكننا نريد معرفته”.

ويمتلك كل من Gaia BH1 وGaia BH2 المدارات الأكثر تفريقا بين جميع الثقوب السوداء المعروفة. وتشير حقيقة أنها أقرب الثقوب السوداء المعروفة إلى الأرض إلى أن العديد من الثقوب السوداء المتشابهة في الثنائيات الواسعة ما تزال تنتظر من يكتشفها.

وسيحاول الفريق الآن اكتشاف أنظمة مماثلة في ملف البيانات التالي من Gaia، والمقرر إصداره في عام 2025. وستستند هذه البيانات الجديدة إلى 66 شهرا من الملاحظات من المركبة الفضائية وستحتوي على معلومات أكثر تفصيلا عن الحركة النجوم.

وخلصت سينديز: “هذا مثير للغاية، لأنه يشير الآن إلى أن هذه الثقوب السوداء الموجودة في المدارات الواسعة شائعة بالفعل في الفضاء، وأكثر شيوعا من الثنائيات حيث يكون الثقب الأسود والنجم المصاحب أقرب. لكن المشكلة تكمن في اكتشافها. والخبر السار هو أن Gaia ما يزال يأخذ البيانات، وسوف يحتوي إصدار البيانات التالي على العديد من هذه النجوم التي تحتوي على رفقاء من الثقوب السوداء الغامضة فيها”.

نُشرت نتائج اكتشاف هذين الثقبين الأسودين في Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.