في مجرة على بعد أربعة مليارات سنة ضوئية ، هناك ثلاثة ثقوب سوداء هائلة الحجم محبوسة في حضن دائري. إنه أضيق ثلاثة ثقوب سوداء معروفة حتى الآن ، بل إنه يشير إلى أن هذه الأنظمة شديدة الترابط أكثر شيوعًا مما كان يُعتقد سابقًا.
قال المؤلف الرئيسي روجر دين من جامعة كيب: 'ما يظل غير عادي بالنسبة لي هو أن هذه الثقوب السوداء ، التي هي في أقصى حدود نظرية أينشتاين للنسبية العامة ، تدور حول بعضها البعض بسرعة 300 ضعف سرعة الصوت على الأرض'. بلدة في أ خبر صحفى.
'ليس هذا فقط ، ولكن باستخدام الإشارات المجمعة من التلسكوبات الراديوية في أربع قارات ، يمكننا مراقبة هذا النظام الغريب في ثلث الطريق عبر الكون. إنه يمنحني إثارة كبيرة لأن هذا مجرد خدش لسطح قائمة طويلة من الاكتشافات التي ستصبح ممكنة مع مصفوفة الكيلومتر المربع. '
النظام المسمى SDSS J150243.091111557.3 ، كان تم تحديده لأول مرة على أنه نجم كوازار - ثقب أسود هائل في مركز مجرة ، والذي يتراكم بسرعة المواد ويضيء بشكل ساطع - قبل أربع سنوات. لكن طيفها كان غريبًا بعض الشيء مع انقسام خط انبعاث الأكسجين المؤين المزدوج [OIII] إلى قمتين بدلاً من قمة واحدة.
اقترح تفسير مواتٍ وجود ثقبين أسودين فائقين الكتلة يختبئان في قلب المجرة.
تظهر المجرة النشطة عادةً خطوط انبعاث ضيقة ذات ذروة واحدة ، والتي تنبع من المنطقة المحيطة بالغاز المتأين ، كما قال دين لـ Universe Today. حقيقة أن هذه المجرة النشطة تظهر خطوط انبعاث مزدوجة الذروة ، تشير إلى وجود منطقتين محاطتين من الغاز المتأين ، وبالتالي هناك ثقبان أسودان فائقان النشطان.
لكن أحد الثقوب السوداء الهائلة كان محاطًا بالغبار. لذلك تعمق دين وزملاؤه قليلاً. استخدموا تقنية تسمى قياس التداخل الأساسي الطويل جدًا (VLBI) ، وهي وسيلة لربط التلسكوبات معًا ، والجمع بين الإشارات المفصولة بما يصل إلى 10000 كيلومتر لرؤية التفاصيل أكبر 50 مرة من تلسكوب هابل الفضائي.
ملاحظات من شبكة VLBI الأوروبية - مجموعة من الهوائيات الأوروبية والصينية والروسية وأمريكا الجنوبية - كشفت أن الثقب الأسود الهائل المغطى بالغبار كان مرة أخرى اثنين بدلاً من واحد ، مما يجعل النظام ثلاثة ثقوب سوداء هائلة في المجموع.
شبكة VLBI. حقوق الصورة: روجر دين
قال دين لـ Universe Today: 'هذا ما كان مفاجئًا للغاية'. كان هدفنا هو التأكد من وجود ثقبين أسودين مشتبه بهما. لم نتوقع أن يكون أحدهما في الواقع اثنين ، والذي لا يمكن الكشف عنه إلا بواسطة شبكة VLBI الأوروبية بسبب [] التفاصيل الدقيقة جدًا التي يمكن تمييزها '.
بحث دين وزملاؤه في ست مجرات متشابهة قبل العثور على أول ثلاثي لهم. حقيقة أنهم وجدوا واحدة بهذه السرعة تشير إلى أنهم أكثر شيوعًا مما كان يعتقد سابقًا.
الزوج الداخلي للثقوب السوداء للنظام الثلاثي كما تراه شبكة VLBI الأوروبية (EVN). حقوق الصورة: R.P. Deane et al.
قبل اليوم ، لم يكن معروفًا سوى أربعة أنظمة ثلاثية للثقوب السوداء ، وكان أقرب زوج منها 2.4 كيلو فرسخ - أي ما يقرب من 2000 ضعف المسافة من الأرض إلى أقرب نجم ، بروكسيما سنتوري. لكن أقرب زوج في هذا الثلاثي مفصول بـ 140 فرسخ فلكي - تقريبًا 10 أضعاف نفس المسافة.
على الرغم من أن دين وزملاؤه اعتمدوا على الدقة الهائلة لتقنية VLBI من أجل الفصل المكاني بين الثقوب السوداء القريبة ، فقد أظهروا أيضًا أنه يمكن الاستدلال على وجودهم من ميزات واسعة النطاق. على سبيل المثال ، تُطبع الحركة المدارية للثقب الأسود على نفاثاته الكبيرة ، مما يؤدي إلى لفها في شكل يشبه الحلزونية. قد يوفر هذا تلسكوبات أصغر بأداة للعثور عليها بكفاءة أكبر بكثير.
قالت جيسي رونوي ، الخبيرة في الثقوب السوداء فائقة الكتلة من جامعة ولاية بنسلفانيا ، لـ Universe Today: 'إذا صمدت النتيجة ، فستكون رائعة جدًا'. هذا البحث له آثار متعددة لفهم المزيد من الظواهر.
الأول يلقي الضوء على تطور المجرات. اثنان أو ثلاثة من الثقوب السوداء الهائلة هي المسدس الدخاني الذي دمجته المجرة مع أخرى. لذلك من خلال النظر إلى هذه المجرات بالتفصيل ، يمكن لعلماء الفلك فهم كيف تطورت المجرات إلى أشكالها وأحجامها الحالية.
والثاني يلقي الضوء على ظاهرة تعرف باسم إشعاع الجاذبية. تتنبأ نظرية النسبية العامة لأينشتاين أنه عندما يدور واحد من اثنين أو ثلاثة من الثقوب السوداء فائقة الكتلة إلى الداخل ، فإن موجات الجاذبية - تموجات في نسيج الزمكان نفسه - تنتشر في الفضاء.
يجب أن تكون التلسكوبات الراديوية المستقبلية قادرة على قياس موجات الجاذبية من أنظمة مثل اضمحلال مداراتها.
'علاوة على ذلك ، في المستقبل ، ستسمح لنا مصفوفة الكيلومتر المربع بالعثور على هذه الأنظمة ودراستها بتفاصيل رائعة ، وتسمح لنا حقًا [باكتساب] فهم أفضل لكيفية تشكيل الثقوب السوداء للمجرات على مدار تاريخ الكون ،' مؤلف مشارك مات جارفيس من جامعتي أوكسفورد وويسترن كيب.
نُشر البحث اليوم في المجلة طبيعة سجية.