هناك ثقوب سوداء في الفضاء - أجسام أثقل من شمسنا بست مرات - تطفو بحرية في الفضاء
لأول مرة، تمكن الباحثون من تحديد ثقوب سوداء تطفو بحرية في الفضاء بين النجوم. وهذا الاكتشاف المثير للإعجاب هو نتيجة دراسة استمرت عشر سنوات، بحثت فيها التلسكوبات الأرضية عن "عدسات الجاذبية" في الفضاء - لتوضيح طبيعة "المادة المظلمة".
منذ عدة عقود، أدرك علماء الفلك وجود الظاهرة الغريبة، التي تمارس فيها المادة الموجودة في الكون تأثير الجاذبية على محيطها - لكنها غير مرئية بالتلسكوبات. ولم يتم توضيح طبيعة هذه المادة، المعروفة باسم "المادة المظلمة"، حتى يومنا هذا، وتستمر محاولات عزل واحدة من عدة ظواهر محتملة -بدءًا بالجسيمات الخاصة وانتهاءً بالكواكب الموجودة في الفضاء بين النجوم- بشكل مستمر.
إحدى طرق البحث هي البحث عن الأحداث النادرة. يطلق عليهم اسم "الترشيح الجاذبية" (من لغة العدسة). أظهر أينشتاين أن الضوء يتأثر بقوة الجاذبية، وأن أشعة الضوء تنحني عندما تمر بالقرب من جسم ذي كتلة كبيرة. وقد ظهر دليل تجريبي على ذلك في عام 1919 أثناء كسوف كلي للشمس، عندما تحركت أشكال النجوم التي كانت قريبة من حافة الشمس من مواقعها إلى درجة صغيرة، ولكن كان من الممكن قياسها بواسطة جاذبية الشمس.
كلما كان الجسم السماوي أثقل وأكثر كثافة، كلما زاد انحراف أشعة الضوء التي تمر به. أثقل الأجسام في حجم النجم هي الثقوب السوداء، وهي أجسام كثيفة جدًا بحيث لا يمكن للضوء الهروب منها.
عندما يطفو ثقب أسود في الفضاء، فإنه يمكن أن يمر بيننا وبين نجم آخر موجود في الخلفية - بعيدًا عن الثقب الأسود. يمر ضوء نجم الخلفية بجوار الثقب الأسود - ويعمل انحناء الأشعة الضوئية المنبعثة منه، تحت تأثير الثقب الأسود، كالعدسة: لفترة قصيرة، يصبح النجم أكثر سطوعًا بالنسبة للراصد على الأرض .
ومثل هذه الظواهر، التي تسمى "تقادم الجاذبية المصغر"، معروفة منذ عام 1996 وتم قياسها باستخدام العديد من التلسكوبات حول العالم. ومن التلسكوبات المشاركة في العملية البحثية -في مرحلة رصد المرشحين المحتملين لإشعاع الجاذبية- تلسكوب مرصد فايس الإسرائيلي التابع لجامعة تل أبيب، والموجود في مرصد رامون.
في أبحاث عدسة الجاذبية، يتم مسح عشرات الملايين من النجوم في الفضاء في كل مرة ويتم قياس سطوعها نسبة إلى ما كان معروفًا عنها في الماضي. يمثل سطوع بعض النجوم حدثًا لإعادة تدوير الجاذبية. ولذلك فإن المراقبة المستمرة مهمة لتوضيح ما إذا كان نجما متغيرا، أم مجرد نجم شاعري حقيقي. الحالات الخاصة التي تم تحديدها نتيجة مرور الثقوب السوداء، على الخلفية، استمرت لحوالي 800 وحوالي 500 يوم - وهي فترات طويلة للغاية، مقارنة بتجديدات سلالات الدم.
وأظهرت متابعة أخرى، باستخدام تلسكوب "هابل" الفضائي، أن الضوء الصادر من النجم الخلفي اندمج، في الصور الأرضية، مع ضوء نجمين آخرين. إن قدرة التلسكوب على الانفصال، إلى جانب المراقبة المستمرة لتغير الضوء التي تقوم بها التلسكوبات الأرضية، مكنت من تحديد كتلة الأجسام التي شكلت عدسات الجاذبية. هذه الأجسام أثقل من شمسنا بست مرات، لكنها في الوقت نفسه خالية من ضوءها. وهي بالتأكيد ثقوب سوداء.
حتى الآن، تم العثور على جميع الثقوب السوداء ذات الكتلة النجمية في أنظمة نجمية مزدوجة، عندما تكون في مركز النظام حيث يوجد أيضًا نجم عادي (والذي يستخدم كشمس). في مثل هذه الأنظمة، تسقط المواد من النجم العادي على سطح الثقب الأسود، وفي هذه العملية ينبعث منها الضوء. وبهذه الطريقة فقط كان من الممكن، حتى الآن، استنتاج وجود ثقب أسود.
إن تبريد الجاذبية، إلى جانب القياس الدقيق لكتلة العدسة، يجعل من الممكن لأول مرة التعرف على الثقوب السوداء حتى عندما لا تكون أعضاء في نظام ثنائي من النجوم. ومع إضافة حالات إضافية من غبار الجاذبية بفعل الثقوب السوداء التي تطفو بحرية بين النجوم، أصبح تحت تصرف علماء الفلك وسيلة أخرى لتقدير كمية المادة في الكون وتوضيح طبيعة المادة المظلمة.
