تم اكتشاف أقرب ثقب أسود لنظامنا الشمسي

تم العثور عليه على بعد حوالي ألف سنة ضوئية منا * جسم غير مرئي له نجمان مرافقان يمكن رؤيتهما بالعين المجردة 

اكتشف فريق من علماء الفلك من المرصد الأوروبي الجنوبي (ESO) ومعاهد أخرى ثقبًا أسود يقع على بعد 1000 سنة ضوئية فقط من الأرض. ويعد الثقب الأسود أقرب إلى نظامنا الشمسي من أي ثقب أسود تم العثور عليه حتى الآن، وهو جزء من نظام ثلاثي يمكن رؤيته بالعين المجردة. وعثر الفريق على دليل على الجسم غير المرئي من خلال متابعة النجمين المرافقين له باستخدام تلسكوب MPG/ESO 2.20 متر في مرصد La Cia التابع للمرصد الأوروبي الجنوبي في تشيلي. ويقولون إن هذا النظام لا يمكن أن يكون إلا قمة جبل الجليد، لأنه سيكون من الممكن العثور على العديد من الثقوب السوداء المماثلة في المستقبل.

ويقول بيتر داربا، العالم الفخري في أكاديمية العلوم في جمهورية التشيك: "لقد فوجئنا تماما عندما أدركنا أن هذا هو أول نظام نجمي به ثقب أسود يمكن رؤيته بالعين المجردة، دون مساعدة الأجهزة". في براغ وشارك في تأليف الدراسة. النظام الموجود في كوكبة التلسكوبيوم قريب جدًا منا لدرجة أنه يمكن رؤية نجومه من نصف الكرة الجنوبي في ليلة مظلمة صافية دون منظار أو تلسكوب. ويقول عالم ESO توماس ريفينيوس، الذي قاد الدراسة المنشورة اليوم (6 مايو 2020) في مجلة علم الفلك والفيزياء الفلكية: "يتضمن هذا النظام أقرب ثقب أسود نعرفه إلى الأرض".

وقد لاحظ الفريق في الأصل النظام المسمى HR 6819، كجزء من دراسة الأنظمة النجمية الثنائية. ولكن عندما قاموا بتحليل ملاحظاتهم، اندهشوا عندما اكتشفوا كيانًا ثالثًا لم يُكتشف سابقًا في HR 6819: الثقب الأسود. أظهرت الملاحظات باستخدام مطياف FEROS على تلسكوب MPG/ESO 2.20 متر في La Sia أن أحد النجمين المرئيين يدور حول جسم غير مرئي كل 40 يومًا، بينما النجم الآخر على مسافة كبيرة من هذا الزوج الداخلي.

يقول ديتريش بادي، عالم الفلك الفخري في ESO في جيرشينج والمؤلف المشارك للدراسة: "يجب أن تكون الملاحظات المطلوبة لتحديد فترة الأربعين يومًا موزعة على عدة أشهر. ولم يكن هذا ممكنًا إلا بفضل برنامج ملاحظات الخدمة الرائد التابع للمرصد الأوروبي الجنوبي، حيث يقوم موظفو المرصد الجنوبي بإجراء الملاحظات للعلماء الذين يحتاجون إليها".

يعد الثقب الأسود المخفي في HR 6819 أحد أول الثقوب السوداء النجمية التي تم اكتشافها والتي لا تتفاعل بعنف مع محيطها، لذلك تبدو سوداء حقًا. لكن الفريق تمكن من اكتشاف وجوده وحساب كتلته من خلال فحص مدار النجم في الزوج الداخلي. ويخلص ريفينيوس، الذي يعمل في تشيلي، إلى أن "الجسم غير المرئي الذي تبلغ كتلته أربعة أضعاف كتلة الشمس على الأقل لا يمكن أن يكون سوى ثقب أسود".

لم يكتشف علماء الفلك سوى بضع عشرات من الثقوب السوداء في مجرتنا حتى الآن، وجميعها تقريبًا لديها تفاعل قوي مع بيئتها وتعرف بوجودها لأنها تطلق أشعة سينية قوية في هذا التفاعل. لكن العلماء يقدرون أنه خلال عمر مجرة ​​درب التبانة، انهارت العديد من النجوم وتحولت إلى ثقوب سوداء عندما أنهت حياتها. يوفر اكتشاف النجم الأسود الصامت وغير المرئي في HR 6819 أدلة حول مكان وجود الثقوب السوداء العديدة في درب التبانة. "لا بد أن هناك مئات الملايين من الثقوب السوداء، لكننا لا نعرف سوى عدد قليل جدًا منها. يقول ريفينيوس: "عندما نعرف ما الذي نبحث عنه، سنكون في وضع أفضل للعثور عليهم". ويضيف بادا أن العثور على ثقب أسود في مثل هذا النظام الثلاثي القريب يشير إلى أننا لا نرى سوى "قمة جبل جليدي مثير".

يعتقد علماء الفلك بالفعل أن اكتشافهم سوف يسلط الضوء على نظام ثانٍ. يقول ماريان هايد، باحث ما بعد الدكتوراه في ESO ومؤلف مشارك في الورقة: "لقد أدركنا أن النظام الثاني، المسمى LB-1، قد يكون أيضًا ثلاثيًا، على الرغم من أننا سنحتاج إلى مزيد من الملاحظات للتأكد".

"إن LB-1 أبعد قليلاً عن الأرض ولكنه لا يزال قريبًا جدًا من الناحية الفلكية، وهذا يعني أنه من المحتمل أن يكون هناك العديد من هذه الأنظمة. إذا عثرنا عليها ودرسناها، يمكننا أن نتعلم الكثير عن تكوين وتطور هذه النجوم النادرة التي تبدأ حياتها بكتلة تزيد عن ثمانية أضعاف كتلة الشمس تقريبًا وتنتهي بانفجار سوبر نوفا يترك وراءه نجمًا. الثقب الأسود."

يمكن أن توفر اكتشافات هذه الأنظمة الثلاثية ذات الزوج الداخلي والنجم البعيد أيضًا أدلة حول الاندماجات الكونية العنيفة التي تطلق موجات جاذبية قوية جدًا لدرجة أنه يمكن ملاحظتها على الأرض. ويعتقد بعض علماء الفلك أن عمليات الاندماج يمكن أن تحدث في أنظمة ذات تكوين مشابه لـ HR 6819 أو LB-1، ولكن مع الزوج الداخلي الذي يتكون من ثقبين أسودين أو ثقب أسود ونجم نيوتروني. يمكن للجسم الخارجي البعيد أن يمارس تأثير الجاذبية على الزوج الداخلي بطريقة يمكن أن تسبب اندماجًا وإطلاق موجات الجاذبية. على الرغم من أن HR 6819 وLB-1 يحتويان على ثقب أسود واحد فقط ولا يوجد نجوم نيوترونية، إلا أن هذه الأنظمة يمكن أن تساعد العلماء على فهم كيفية حدوث الاصطدامات بين النجوم في أنظمة ثلاثية النجوم.

للمادة العلمية

المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:

• تم التقاط صورة هي الأولى من نوعها لثقب أسود في مركز مجرة ​​بفضل تعاون دولي
• شاهد التلسكوب العملاق التابع للمرصد الأوروبي الجنوبي في تشيلي النجم وهو يرقص حول الثقب الأسود الهائل الموجود في مركز درب التبانة؛ يثبت أن أينشتاين كان على حق
• رصد تلسكوب تيس الفضائي نجمًا غارقًا في ثقب أسود