قد تفسر لعبة “بلياردو” الثقب الأسود الميزات الغريبة لاتصال الثقب الأسود لعام 2019

في عام 2019 ، أخذ تعاون LIGO / VIRGO إشارة موجة الجاذبية من اتصال الثقب الأسود ، والذي ثبت أنه أحد كتب الأرقام القياسية. أُطلق عليها اسم “GW190521” ، وكانت أكبر إشارة تم اكتشافها وأبعدها على الإطلاق ، وأنتجت أقوى إشارة تم اكتشافها على الإطلاق ، “فرقعة” أكثر من “الشراب” المعتاد.

علاوة على ذلك ، فإن الثقب الأسود الجديد الذي تشكل نتيجة الاندماج أثقل بحوالي 150 مرة من شمسنا ، وأصبح GW190521 أول ملاحظة مباشرة للثقب الأسود ذي الكتلة المتوسطة. والأكثر غرابة من ذلك ، أن الثقبين الأسودين المتقاربين كانا محبوسين في مدار بيضاوي الشكل (وليس دائريًا) ، وكانت محاور دورانهما مائلة أكثر من المعتاد مقارنة بتلك المدارات.

لا يريد الفيزيائيون أي شيء سوى تقديم معضلة مثيرة للاهتمام لا تنطبق على الفور على النظرية الراسخة ، وقد أعطاها GW190521 لهم. تقترح عمليات المحاكاة النظرية الجديدة أنه يمكن تفسير كل هذه الميزات الغريبة بوجود قرن الثقب الأسود الفردي الثالث في الرقصة النهائية للنظام الثنائي لإنشاء “رقصة التانغو الفوضوية”. ورقة جديدة نُشر في مجلة Nature.

نحن المذكور سابقا، في 21 مايو 2019 ، التقط مخترعو التعاون إشارة اتصال الثقب الأسود الثنائي: أربع حركات قصيرة تدوم أقل من عُشر من الثانية. كلما كانت الإشارة أقصر ، تتقارب الثقوب السوداء – في هذه الحالة 85 و 66 كتلة شمسية ، على التوالي. شكلت الثقوب السوداء معًا ثقبًا أسود جديدًا أكبر حجمًا كتلته حوالي 142 كتلة شمسية ، وأطلقت طاقة تعادل ثماني كتل شمسية في هذه العملية – ومن هنا جاءت الإشارة القوية التي أخذها المخترعون.

ما جعل هذا الحدث استثنائيًا للغاية هو أن قياس 142 كتلة شمسية يقع في منتصف ما يُعرف باسم “فجوة الكتلة” للثقوب السوداء. تنقسم معظم هذه الأجسام إلى مجموعتين: ثقوب سوداء ذات كتلة نجمية (تتراوح من بضع كتل شمسية إلى عشرة كتل شمسية) وثقوب سوداء فائقة الكتلة ، مثل تلك الموجودة في منتصف مجرتنا درب التبانة (مئات إلى مليارات من الكتل الشمسية) . الأول هو نتيجة موت النجوم الضخمة في سوبر نوفا الانهيار المركزي ، بينما تظل عملية التكوين الأخيرة لغزا.

من غير المعتاد أن يزن أحد الثقوب السوداء الرائدة 85 كتلة شمسية لأنه يتناقض مع النماذج التطورية النجمية الحالية. أنواع النجوم التي تشكل ثقوبًا سوداء بين 65 و 135 كتلة شمسية لا تصبح مستعرات عظمى ، وبالتالي لا ينتهي بها الأمر على شكل ثقوب سوداء. على العكس من ذلك ، ستصبح هذه النجوم غير مستقرة وتقلل جزءًا كبيرًا من كتلتها. عندها فقط ستصبح مستعرات أعظم – لكن النتيجة ستكون ثقبًا أسود أقل من 65 كتلة شمسية.