سنگین‌ترین ادغام سیاه‌چاله‌ای تاریخ ثبت شد!

به گزارش مجله خبری نگار/رکنا، پژوهشگران موفق به شناسایی موج‌های گرانشی ناشی از یک برخورد عظیم بین دو سیاه چاله شدند. این رویداد که در نقاط بسیار دور کهکشان شکل گرفته، به‌واسطه رصدگر‌های پیشرفته شناسایی شده است. این موج گرانشی که به نام GW۲۳۱۱۲۳ شناخته می‌شود، عنوان سنگین‌ترین ادغام سیاه‌چاله‌ای ثبت‌شده تا به امروز را به خود اختصاص داده است. این کشف حاصل همکاری میان آشکارساز‌های لایگو، ویرگو و کاگرا بوده است.

تشکیل سیاه‌چاله‌ای غول‌پیکر در فاصله‌ای میلیارد‌ها سال نوری

دو سیاه‌چاله‌ای که در این رخداد دخیل بودند، جرمی بیش از ۱۰۰ برابر خورشید داشتند و بر اساس شواهد، برای مدتی طولانی به دور یکدیگر می‌چرخیدند تا در نهایت با برخوردی شدید، یک سیاه‌چاله عظیم‌تر با جرمی معادل ۲۲۵ برابر جرم خورشید به وجود آوردند. این رویداد بزرگ در فاصله حدود ۱۰ میلیارد سال نوری از زمین رخ داده است. جزئیات این دستاورد مهم، در کنفرانس ادواردو آمالدی در زمینه امواج گرانشی در گلاسگو، اسکاتلند ارائه شد.

بازنگری در مدل‌های کیهانی

ادغام اخیر نه تنها از نظر جرم رکوردشکنی کرده، بلکه پژوهشگران را وادار به بازنگری در مدل‌های قبلی شکل‌گیری این اجسام عظیم کرده است. این برخورد به لطف دستگاه‌های حساس رصد، که توانایی اندازه‌گیری لرزش‌های فضازمانی بسیار کوچک‌تر از قطر یک پروتون را دارند، به ثبت رسید.

تداخل‌سنج لیگورصدخانه امواج گرانشی لایگو (LIGO).

چگونگی تشکیل سیاه‌چاله‌ها و اسرار ناشناخته

سیاه‌چاله‌ها اغلب زمانی شکل می‌گیرند که ستارگان عظیم در پایان عمر خود سوخت هسته‌ای‌شان را از دست داده و فرو می‌پاشند. این اجسام به قدری چگال هستند که باعث خمیدگی شدید فضا-زمان می‌شوند و مانع عبور نور از پیرامونشان می‌گردند. این منطقه به نام "افق رویداد" شناخته می‌شود.

سفر در مسیر کشف امواج گرانشی

پیش از این نیز، همکاری میان آشکارساز‌های لایگو، ویرگو و کاگرا به کشف چندین ادغام کیهانی منجر شده بود که شامل برخورد‌های متفاوتی نظیر سیاه‌چاله‌ها و ستارگان نوترونی بودند. یکی از این کشفیات مربوط به سال ۲۰۲۱ بود که به شناسایی دو ادغام ترکیبی بین یک سیاه‌چاله و یک ستاره نوترونی انجامید.

رویداد GW۲۳۱۱۲۳: سنگین‌تر و اسرارآمیزتر از گذشته

پیش از این، بالاترین رکورد جرم در ادغام سیاه‌چاله‌ها متعلق به رویداد GW۱۹۰۵۲۱ بود که در سال ۲۰۲۰ ثبت شد و سیاه‌چاله‌ای با جرم میانی حدود ۱۴۰ برابر خورشید تولید کرد. اما در مشاهدات جدید، سیاه‌چاله‌های درگیر در رخداد GW۲۳۱۱۲۳ جرمی به ترتیب ۱۰۳ و ۱۳۷ برابر جرم خورشید داشتند. این کشف تا حدی زمان‌بر بود، زیرا تجزیه و تحلیل سیگنال به دلیل سرعت چرخش بالای سیاه‌چاله‌ها دشوار بود.

تناقض این کشف با نظریه‌های فعلی ستاره‌شناسی

این یافته‌ها، چالش‌های جدیدی برای نظریه‌های موجود ایجاد کرده‌اند، چرا که سیاه‌چاله‌های دخیل در این ادغام چنان پرجرم هستند که توضیح منشاء آنها با مدل‌های معمولی دشوار است. احتمال داده می‌شود که هر یک از این سیاه‌چاله‌ها خود حاصل ادغام‌های پیشین بوده است؛ فرایندی که با نام ادغام سلسله‌مراتبی شناخته می‌شود.

دروازه‌ای جدید به کیهان

پیش از اختراع آشکارساز‌های امواج گرانشی در دهه ۱۹۹۰، دانشمندان فقط از تابش الکترومغناطیسی مانند نور مرئی و امواج رادیویی برای مطالعه کیهان بهره می‌بردند. اما اکنون، این رصدخانه‌ها امکان مشاهده رویداد‌هایی را فراهم کرده‌اند که پیش‌تر از دسترس دانش ما خارج بود.