اكتشاف ثقوب سوداء ضمن العناقيد النجمية الكروية خلافا للنظريات السائدة منذ 40 عام

اكتشف فريق من علماء الفلك والفيزياء الفلكية وجود ثقوب سوداء في العناقيد النجمية الكروية مما يعاكس الفرضيات النظرية السائدة في هذا المجال منذ 40 عام.

وقد وضح تيم ماكارون عالم الفيزياء الفلكية والبروفيسور المساعد في جامعة تكساس أن الاكتشاف تم بواسطة منظومة من التلسكوبات الراديوية (صحون استقبال ضخمة) تلتقط اشارة محددة تصدر عن الثقوب السوداء عندما تلتهم المواد التي تجذبها من النجوم القريبة منها.وقد نُشِرت النتائج في مجلة Astrophysical Journal.

فالعناقيد النجمية الكروية هي تجمعات كبيرة للنجوم ومن المعتقد أنها تحتوي على بعض أقدم النجوم في الكون . وضمن مسافة تعادل البعد بين شمسنا وأقرب نجم لها وهو بروكسيما سنتوري (قنطور الأقرب) فقد تحوي هذه المسافة ضمن العنقود النجمي الكروي من مليون إلى عشرات الملايين من النجوم. وتتصادم النجوم فيما بينها في تلك البيئة. كما تؤمن النظرية القديمة أن النجوم تتفاعل مع بعضها بحيث تقذف أي ثقب أسود قد تشكل الى خارج العنقود بفعل قوة الجاذبية لتختفي جميعها .

ويشبه ماكارون الأمر ببخار الماء الناتج من فنجان من القهوة. فكما بعض جزيئات الماء تسخن على نحو كافي لتتحول الي بخار, فإنها تتخلى عن وسطها المحيط لتطوف في الجو على الرغم من أن حرارة القهوة قد تكون أقل من درجة حرارة غليان الماء. وذكرت النظرية القديمة أن النجوم من حين لآخر تطرد الثقوب السوداء بنفس الطريقة, وأن بعض الثقوب السوداء قد تملك طاقة كافية للهرب من العنقود وبالتالي جميع تلك الثقوب ستغادر خارج العنقود النجمي .

وفي حين أن هذه النظرية سيتم استبدالها فيقول ماكارون أنه من الممكن وجود شيء من الصحة فيها. فإنه من الممكن أن الثقوب السوداء تُطرَد خارج العناقيد الكروية ولكن بمعدل أبطئ مما يعتقد.

في عام 2007 اكتشف ماكارون للمرة الأولى ثقبا أسودا في عنقود نجمي كروي بمجرة NGC4472 المجاورة. لكن عوضاً عن اكتشافه عن طريق أمواج الراديو, وجدها عن طريق رؤية انبعاث لأشعة سينية ناتجة من الغاز الذي يدخل الثقب الأسود ويسخن بضع ملايين الدرجات (طاقة الأشعة السينية أعلى من طاقة الأشعة الراديوية). 

"أنه من المدهش سهولة إيجادهم في المجرات الأخرى من إيجادهم في مجرتنا. على الرغم من أنهم أبعد ألف مرة من تلك التي في مجرتنا" يقول ماكارون.

هذه السنة قام مع فريقه باكتشاف مثالين من العناقيد النجمية الكروية في مجرتنا والتي تحوي ثقوباً سوداء من خلال إيجاد الانبعاثات الراديوية باستخدام المنظومة الكبيرة جدا من التلسكوبات اللاسلكية في نيو مكسيكو.

ويشرح البروفيسور ماكارون أنه عند التهام الثقب الأسود لنجم ما , تقع اغلب مادة النجم في قبضة الثقب الاسود ولكن بعضها يقذف للخارج على شكل دفقات . ولرؤية ذلك التدفق من المواد , نحن نبحث عن إصدار للأشعة الراديوية .وقد وجدنا بعض الاشعاعات الراديوية القادمة من هذه العناقيد النجمية الكروية والتي لم نستطيع تفسيرها بطريقة أخرى.

ووفقاً له فإن وجود الثقوب السوداء في العناقيد الكروية ممكن أن يزودها بطريقة لتصبح أقرب بشكل كافي من بعضها ليندمجوا مما يعطي ثقبا أسود بكتلة أكبر.

هذه الإندماجات من الممكن أن ينتج عنها تموجات في بنية الزمكان ندعوها أمواج ثقالية. ومحاولة التقاط وجود الأمواج الثقالية هي من أكبر المشاكل في الفيزياء في الوقت الحاضر. وذلك لأنها من الممكن أن تكون أقوى اختبار لصحة النظرية النسبية لأينشتاين.

حقوق الصورة: Victor de Schwanberg/Science Photo Library

البحث المنشور في مجلة Astrophysical Journal: 

Laura Chomiuk, Jay Strader, Thomas J. Maccarone, James C. A. Miller-Jones, Craig Heinke, Eva Noyola, Anil C. Seth, Scott Ransom. A Radio-Selected Black Hole X-ray Binary Candidate in the Milky Way Globular Cluster M62.