في فبراير 2016 والعلماء من مرصد مقياس التداخل بالليزر لموجات الجاذبية أعلن (LIGO) عن أول اكتشاف على الإطلاق لـ موجات الجاذبية . بعد أكثر من قرن بقليل من توقعهم لأول مرة نظرية النسبية العامة لأينشتاين ، أخيرًا كان لدينا دليل على وجود هذه الظاهرة. في أغسطس 2017 ، حدث اختراق كبير آخر عندما اكتشف LIGO موجات يعتقد أنها ناجمة عن اندماج نجم نيوتروني.
بعد ذلك بوقت قصير ، العلماء في LIGO ، برج العذراء المتقدم ، و ال تلسكوب فيرمي الفضائي لأشعة جاما كانت قادرة على تحديد مكان حدوث اندماج النجوم النيوترونية في السماء. في حين أن العديد من الدراسات ركزت على المنتجات الثانوية لهذا الاندماج ، فإن أ دراسة جديدة من قبل باحثين من جامعة ترينيتي وجامعة تكساس في أوستن و يوريكا العلمية ، التركيز على البقايا ، التي يزعمون أنها من المحتمل أن تكون ثقبًا أسود.
من أجل دراستهم التي ظهرت مؤخرًا على الإنترنت تحت عنوان ' من المرجح أن يكون GW170817 ثقبًا أسود '، استشار الفريق البيانات من مرصد شاندرا للأشعة السينية لفحص نتيجة اندماج المستعر الأعظم. تم الحصول على هذه البيانات خلال ملاحظات المدير التقديرية التي تم إجراؤها في 3 و 6 ديسمبر 2017 ، بعد حوالي 108 أيام من الاندماج.
أظهرت هذه البيانات زيادة منحنى الضوء في نطاق الأشعة السينية والتي كانت متوافقة مع زيادة تدفق الراديو التي تم الإبلاغ عنها في دراسة سابقة أجراها نفس الفريق. تشير هذه النتائج المجمعة إلى أن انبعاثات الأشعة السينية والراديو كانت تُنتج من نفس المصدر ، وأن منحنى الضوء المتصاعد الذي أعقب الاندماج كان على الأرجح بسبب زيادة الجسيمات المشحونة المتسارعة في الصدمة الخارجية - المنطقة التي يتدفق فيها التدفق. الغاز يتفاعل مع الوسط النجمي.
كما أشاروا في دراستهم ، يمكن تفسير ذلك على أنه نتيجة تشكل نجم نيوتروني أكبر من الاندماج ، أو نتيجة ثقب أسود:
'اندماج نجمين نيوترونيين كتلتهما 1.48 ± 0.12 M و 1.26 ± 0.1 M - حيث يكون للجسم المندمج كتلة 2.74 + 0.04-0.01 M ... قد ينتج عنه نجم نيوتروني أو ثقب أسود. قد يكون هناك أيضًا قرص حطام يتراكم على الجسم المركزي خلال فترة زمنية ، ويمكن أن يكون مصدرًا لأشعة keV X-rays. '
استبعد الفريق أيضًا الاحتمالات المختلفة لما يمكن أن يفسر هذا الارتفاع في لمعان الأشعة السينية. في الأساس ، استنتجوا أن فوتونات الأشعة السينية لم تكن قادمة من قرص الحطام ، والذي كان سيتبقى من اندماج النجمين النيوترونيين. واستنتجوا أيضًا أنه لن يتم إنتاجها بواسطة نفاثة نسبية تقذف من البقايا ، لأن التدفق سيكون أقل بكثير بعد 102 يومًا.
ينتج عن اصطدام النجوم النيوترونية اندفاعات قوية من أشعة جاما وعناصر ثقيلة مثل الذهب. الائتمان: دانا بيري ، SkyWorks Digital ، Inc.
كل هذا يشير إلى أن البقايا كانت على الأرجح عبارة عن ثقب أسود أكثر من نجم نيوتروني فائق الكتلة. كما أوضحوا:
'نوضح بعد ذلك أنه إذا كان الجسم المندمج عبارة عن نجم نيوتروني شديد الضخامة يتمتع بمجال مغناطيسي قوي ، فإن لمعان الأشعة السينية المرتبط بالإشعاع ثنائي القطب سيكون أكبر من اللمعان المرصود بعد 10 أيام من الحدث ، ولكنه أصغر بكثير من التدفق الملحوظ عند t ~ 100 يوم. هذا يجادل ضد تشكيل نجم نيوتروني فائق الكتلة في هذا الاندماج '.
أخيرًا وليس آخرًا ، نظروا في انبعاثات الأشعة السينية والراديو التي كانت موجودة تقريبًا بعد 100 يوم من الاندماج. وهم يدّعون أن أفضل تفسير لها هو استمرار الانبعاثات الناتجة عن الصدمة الناجمة عن الاندماج (وليس البقايا نفسها) لأن هذه الانبعاثات ستستمر في الانتشار في الوسط النجمي حول البقايا. إلى جانب بيانات الأشعة السينية المبكرة ، يشير كل هذا إلى أن GW170817 أصبح الآن ثقبًا أسود.
كان أول اكتشاف على الإطلاق لموجات الجاذبية إيذانًا ببزوغ فجر حقبة جديدة في البحث الفلكي. منذ ذلك الوقت ، استفادت مراصد مثل LIGO و Advanced Virgo و GEO 600 أيضًا من تبادل المعلومات والدراسات الجديدة التي أشارت إلى أن عمليات الدمج أكثر شيوعًا مما كان يعتقد سابقًا ، ويمكن استخدام موجات الجاذبية هذه فحص الجزء الداخلي من المستعرات الأعظمية .
مع هذه الدراسة الأخيرة ، تعلم العلماء أنهم ليسوا قادرين فقط على اكتشاف الموجات التي تسببها عمليات اندماج الثقوب السوداء ، ولكن حتى إنشاءها. في الوقت نفسه ، يوضح كيف تنمو دراسة الكون. لا يقتصر الأمر على تقدم علم الفلك إلى النقطة التي يمكننا فيها دراسة المزيد والمزيد من الكون المرئي ، ولكن أيضًا الكون غير المرئي.
