تم اكتشاف اندماج لثقوب سوداء من الجيل الثاني في الفضاء لأول مرة

اكتشف العلماء اندماجين فريدين من نوعه لثقبين أسودين، أدى كل منهما إلى تكوين ثقوب سوداء حديثة الولادة من الجيل الثاني. تم تسجيل هذه الأحداث بواسطة أجهزة كشف موجات الجاذبية LIGO وVirgo وKAGRA، ويمكن أن تغير فهم الجاذبية والعمليات الكونية، وفقًا للتقارير. مرصد الجاذبية الأوروبي. ونشرت الدراسة في المجلة رسائل مجلة الفيزياء الفلكية.

الحدث الأول، GW241011، وقع في 11 أكتوبر 2024، عندما اصطدم ثقب أسود كتلته 17 كتلة شمسية بثقب أسود كتلته 7 كتلة شمسية. وحدث هذا الاندماج على مسافة 700 مليون سنة ضوئية من الأرض. وتبين أن الثقب الأسود الكبير هو أحد أسرع الثقب الأسود الذي تم رصده على الإطلاق.

وبعد أقل من شهر، في 11 نوفمبر 2024، تم اكتشاف الإشارة GW241110. وتبين أن هذه الحالة كانت أكثر غرابة: فهي تتعلق بثقوب سوداء كتلتها 16 و8 كتلة شمسية، وحدث اصطدامها على مسافة 2.4 مليار سنة ضوئية. وكان أحد الثقوب السوداء المشاركة في عملية الاندماج يدور في الاتجاه المعاكس لمداره حول الثقب الأسود الثاني. وهذه هي المرة الأولى التي يتم فيها ملاحظة مثل هذه الظاهرة.

يشير كلا الحدثين إلى وجود ثقوب سوداء من الجيل الثاني، تتشكل من خلال عمليات اندماج هرمية عندما تصطدم الثقوب السوداء وتندمج مرة أخرى.

قال ستيفن فيرهيرست، زميل مشروع LIGO Collaboration والأستاذ في جامعة كارديف: “نظرًا لأنه في كلا الحدثين يكون أحد الثقبين الأسودين أكبر بكثير من الآخر ويدور بشكل أسرع، فإنهما يوفران دليلًا قويًا على أن هذين الثقبين الأخيرين تشكلا من اندماجات سابقة للثقوب السوداء”.

هذه الاكتشافات مهمة ليس فقط للفيزياء الفلكية، ولكن أيضًا لاختبارات، على سبيل المثال، النظرية النسبية العامة لأينشتاين. يؤدي الدوران السريع للثقب الأسود الناتج عن الاندماج المرصود إلى تشويه الجسم، مما يترك بصمة فريدة في موجات الجاذبية التي يصدرها.

بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن تسلط اندماجات الثقوب السوداء الضوء على فيزياء الجسيمات، بما في ذلك فرضية البوزونات خفيفة الوزن. إذا كانت هذه الجسيمات موجودة، فيمكنها سحب الطاقة من الثقوب السوداء الدوارة. يبدو أن اكتشاف أن الثقب الأسود في عملية الاندماج GW241011 لا يزال يدور بسرعات عالية بعد ملايين (أو حتى مليارات) السنين من ظهوره في عملية الاندماج السابقة يستبعد وجود بوزونات خفيفة للغاية. أي أنهم لو كانوا كذلك، فسيأخذون بعضًا من طاقة هذا الثقب الأسود وسيتوجب عليهم أن يتباطأوا.

ومع التحسينات في أجهزة كشف موجات الجاذبية، سيتمكن العلماء من التحقيق بشكل أعمق في الآليات التي تتشكل بها أزواج الثقوب السوداء وتأثيرها على القوانين الأساسية للفيزياء.