ستاره شناسان عظیم ترین رویداد کیهانی پس از بیگ بنگ را شنیدند - وبلاگ تپلینک

به گزارش وبلاگ تپلینک، دانشمندان با آشکارسازی امواج گرانشی، صدای برخورد کیهانی عظیمی را شنیده اند که عقیده دارند ناشی از ادغام دو سیاهچاله در 7 میلیارد سال پیش است و طبقه بندی تازه ای را در اجرام ستاره ای باز می نماید.

طبق اعلام پژوهشگران، سیگنال تشخیص داده شده از برخوردی بسیار قدیمی بین دو سیاهچاله به ما رسیده است. این برخورد موجب ایجاد یک سیاهچاله تازه با ابعادی شده است که تا کنون مشاهده نشده بود و در طبقه بندی تازه ای جای می گیرد.

آلن وینستین (Alan Weinstein) استاد فیزیک مؤسسه فناوری کالیفرنیا (Caltech) که عضو تیم کشف این پدیده است، گفت: این بزرگ ترین انفجاری است که پس از بیگ بنگ (مهبانگ) توسط بشر مشاهده شده است.

سیاهچاله ها اجرام بسیار چگال فضا هستند که حتی نور نمی تواند از آنها بگریزد. تا کنون ستاره شناسان این اجرام را تنها در دو اندازه کلی مشاهده نموده اند: اندازه کوچک که سیاهچاله های ستاره ای نامیده می شوند و هنگام فروپاشی یک ستاره تشکیل می شوند و به اندازه یک شهر کوچک هستند؛ و سیاهچاله های بزرگ که میلیون ها تا میلیاردها بار پرجرم تر از خورشید هستند و کل کهکشان به دور آنها می چرخد.

طبق محاسبات ستاره شناسان، وجود چیزی بین این دو دسته منطقی نبود، زیرا ستاره هایی که پیش از فروپاشی خیلی بزرگ می شدند، سوخت خود را مصرف می کردند و سیاهچاله ای باقی نمی گذاشتند.

به گفته نلسون کریستنسن (Nelson Christensen) فیزیکدان و مدیر تحقیقات مرکز ملی پژوهش های علمی فرانسه، دانشمندان عقیده داشتند که فروپاشی یک ستاره نمی تواند سیاهچاله ای بزرگ تر از 70 برابر جرم خورشید ایجاد کند.

• اطلاعات قفل شده در سیاهچاله ها به یاری امواج گرانشی قابل تشخیص است

اما در 21 می سال 2019 (31 اردیبهشت 1398) دو آشکارساز سیگنالی را دریافت کردند که در نهایت معلوم شد انرژی حاصل از برخورد دو سیاهچاله ستاره ای است که یکی 66 و دیگری 85 برابر خورشید جرم داشتند و در نتیجه ادغام آنها نخستین سیاهچاله متوسط شناخته شده با جرم 142 برابر خورشید شکل گرفته است.

جرم کم شده طی فرآیند برخورد دو سیاهچاله به صورت امواج گرانشی، موجی در فضا-زمان که با سرعت نور حرکت می نماید، ظاهر شد. موجی که فیزیکدانان در اروپا و آمریکا سال گذشته با یاری آشکارسازهای لایگو (LIGO) و ویرگو (Virgo) آن را آشکار کردند و GW190521 نام گرفت.

دانشمندان پس از رمزگشایی این سیگنال ها در روزهای گذشته نتایج این پژوهش را در نشریات Physical Review Letters و Astrophysical Journal Letters منتشر کردند.

از آنجا که آشکارسازها سیگنال های رسیده را به صورت امواج صوتی ثبت می نمایند، می توان گفت که دانشمندان در واقع این برخورد را شنیده اند. با وجود شدت این برخورد، سیگنال رسیده به آشکارسازها تنها یک دهم ثانیه طول کشیده است و به گفته وینستین، شبیه صدای یک بلندگو نیست بلکه فقط مانند یک ضربه کوتاه است.

این برخورد حدود 7 میلیارد سال پیش و زمانی که دنیا نصف سن فعلی را داشته اتفاق افتاده است اما با توجه به فاصله بسیار دور، موج گرانشی اکنون به زمین رسیده است. برخورد سیاهچاله ها پیش از این هم مشاهده شده بود اما شامل سیاهچاله های کوچکی می شد که حتی پس از برخورد هم به اندازه سیاهچاله های ستاره ای معمول رشد نکردند.

کریستنسن درباره نتایج کشف این پدیده گفت: دانشمندان هنوز نمی دانند که سیاهچاله های بزرگ مرکز کهکشان چکونه شکل گرفته اند اما این کشف می تواند سرنخی در این باره ارائه دهد.

هاروارد (Harvard) ستاره شناس Avi Loeb نیز با وجود اینکه در این پژوهش همکاری نداشت اما گفت که این کشف قلمرو نجومی تازه ای را باز می نماید زیرا ممکن است این نوع از سیاهچاله ها بلوک های سازنده سیاهچاله های بزرگ تر باشند.

نکته جالب توجه دیگر آن است که پژوهشگران این مطالعه، ابراز داشتند که سیاهچاله بزرگ تر در این ادغام، خود ممکن است نتیجه یک ادغام قبلی باشد.

جانا لِوین (Janna Levin) ستاره شناس Barnard College و نویسنده کتاب راهنمای بقای سیاهچاله ها درباره این کشف گفت: می توان تصور کرد که این دو سیاهچاله کاملاً متفاوت شکل گرفته باشند و ممکن است در یک سیستم چگال با شمار زیادی ستاره مرده در حال چرخش بوده باشند که باعث شده ضمناً حرکت، در راستا یکدیگر قرار بگیرند.

از سویی دانشمندان نمی توانند کاملاً شرح دهند که چگونه سیاهچاله های ناشی از ادغام دو سیاهچاله نیز می توانند در راستا سیاهچاله های دیگری در دنیا قرار بگیرند تا سیاهچاله های بسیار بزرگ تر را شکل دهند. در عوض این سیاهچاله های ابرپرجرم ممکن است بلافاصله پس از بیگ بنگ (انفجار بزرگ) شکل گرفته باشند. این طور که وینستین می گوید، در اخترفیزیک ما همواره با شگفتی روبه رو هستیم.

عکس کاور: طرحی از ادغام دو سیاهچاله و ایجاد موج گرانشی در فضا-زمان

Credit: Mark Myers, ARC Centre of Excellence for Gravitational Wave Discovery (OzGrav)

منبع: The Guardian