اكتشف العلماء لأول مرة آثارًا لمدار غير عادي لزوج من الثقوب السوداء المتصادمة. أظهر تحليل البيانات الواردة من مراصد موجات الجاذبية LIGO وVirgo أن هذه الأجسام لم تكن تتحرك في دائرة مثالية، كالمعتاد، ولكن على طول مسار بيضاوي مسطح. هذا النوع من المدارات نادر للغاية ويمكن أن يكشف الكثير عن كيفية تشكل أنظمة الثقوب السوداء في المقام الأول. تم نشر نتائج العمل في المراجعة البدنية د.

عندما لا يكون المدار دائريا

معظم النجوم الثنائية والثقوب السوداء التي تدور حول بعضها البعض لفترة طويلة تستقر في النهاية في مدارات دائرية مثالية تقريبًا. لكن إذا ظل المدار ممدودا، فهذا يعني أن الزوج تشكل مؤخرا نسبيا – ربما بعد اصطدام أو “تعارف” في بيئة نجمية قريبة.

يوضح الدكتور إيزوبيل روميرو شو من معهد أبحاث الجاذبية بجامعة كارديف: “هذا دليل على أين ولماذا تولد أزواج الثقوب السوداء التي نراها باستخدام موجات الجاذبية”.

قصة اصطدام واحد

تم اكتشاف حدث تلقى فهرسًا GW200208_222617، أصبحت واحدة من الأماكن القليلة التي تظهر فيها علامات الانحراف المركزي – أي مدار لا يشبه الدائرة. قام الفريق الدولي بمحاكاة عدة سيناريوهات محتملة وتوصل إلى استنتاج مفاده أن هذا الزوج من الثقوب السوداء على الأرجح لم ينشأ بمفرده، بل في بيئة نجمية قريبة – على سبيل المثال. كتلة كثيفة أو في نظام ثلاثيحيث يمكن أن يتأثروا بالنجم الثالث.

يوضح روميرو شو: “إذا كان المدار مفلطحًا، فهذا يعني أن النظام الثنائي قد تشكل مؤخرًا أو تأثر بشيء خارجي – غاز، أو نجم قريب، أو ثقب أسود آخر”.

توفر مثل هذه الاصطدامات أدلة نادرة حول حياة الثقوب السوداء. إنها تساعدنا على فهم كيف تجد هذه الأجسام الضخمة بعضها البعض ولماذا تندمج.

لماذا هذا الاكتشاف مهم؟

إن اكتشاف المدارات المستطيلة يغير وجهة نظرنا حول أصل العديد من الأنظمة الثنائية. إذا تشكل زوج واحد على الأقل من الثقوب السوداء في كتلة كثيفة، فمن الممكن أن يظهر جزء كبير من الثقوب السوداء الأخرى في نفس المكان.

وقال روميرو شو: “إذا تم تسجيل حدث غريب الأطوار بشكل موثوق، فهذا يشير إلى أن العديد من الثقوب السوداء الأخرى ربما مرت بنفس المسار التطوري”.

بمعنى آخر، يمكن أن يساعد هذا الاكتشاف علماء الفلك على معرفة مكان حدوث مثل هذه الاصطدامات الكارثية في الكون في أغلب الأحيان – في أنظمة نجمية واحدة أو في مناطق “متعددة الطوابق” من الفضاء حيث تعيش النجوم مزدحمة معًا.

هناك حاجة إلى المزيد من الملاحظات المماثلة لتأكيد الشكل المداري النادر بشكل نهائي. ولكن إذا تم تأكيد النتائج، سيكون هذا أحد الأدلة المباشرة الأولى على أنه ليست كل الثقوب السوداء تولد وتعيش بمفردها.

يوضح روميرو شو: “يشبه الانحراف المركزي بصمة الإصبع التي تُظهر أن هذه الثقوب السوداء لم تكن تعيش بمفردها. فهي تُظهر أن الكون ليس مكانًا هادئًا، بل بيئة مليئة بالتصادمات والتفاعلات”.