رصد عظیمترین ادغام سیاهچالهای تاکنون

دانشمندان طی کشفی نادر موفق شدند امواجی گرانشی را از ۷ میلیارد سال پیش رصد کنند که حاصل ادغام دو سیاهچاله عظیم هستند. آنها احتمالاً عظیمترین برخورد شناختهشده دو سیاهچاله تاکنون را شناسایی کردهاند. رویداد مورد بحث دو بازیگر اصلی دارد؛ یک سیاهچاله با جرم تقریباً ۶۶ برابر خورشید و سیاهچالهای دیگر با جرمی در حدود ۸۵ برابر آن. این دو سیاهچاله با نزدیکشدن بههم، بهسرعت چندین بار در ثانیه دور یکدیگر چرخیدهاند و درنهایت طی انفجاری عظیم از انرژی که امواج شدیدش را به سرتاسر عالم فرستاد، با همدیگر تصادم کردند. نتیجه این ادغام سیاهچالهای واحد بود که جرمش نزدیک به ۱۴۲ برابر خورشید است.
دانشمندان بهمنظور شناسایی برخورد دو سیاهچاله، امواج بسیار کوچک حاصل از ادغام آنها را اندازه گرفتند. وقتی اجرامی فوقالعاده عظیم نظیر سیاهچالهها با یکدیگر ادغام میشوند، فضا و زمان را دچار پیچوتاب میکنند و لرزشهایی را در بافت جهان بهوجود میآورند که با سرعت نور از محل واقعه پرتاب میشوند. این لرزشها که با عنوان امواج گرانشی شناخته میشوند، بهمحض شکلگیری، بسیار عظیم هستند؛ اما وقتی به سیاره ما میرسند، تا حد بسیار زیادی از شدتشان کاسته شده و شناساییشان مشکل میشود. دانشمندان توسط رصدخانههای لایگو (LIGO) در آمریکا و ویرگو (Virgo) در ایتالیا این امواج گرانشی را رصد کردند؛ رصدخانههایی که بهطور ویژه برای رصد چنین امواجی طراحی شدهاند.
تابهامروز اخترشناسان قادر بودند مستقیم و غیرمستقیم، سیاهچالهها را در دو طیف متفاوت از نظر اندازه رصد کنند؛ طیف کوچکتر با جرم بین ۵ تا ۱۰۰ برابر خورشید و سیاهچالههای کلانجرم در طیفی دیگر که با جرم میلیونها یا میلیاردها برابر خورشید در مرکز کهکشانها واقع شدهاند. برای سالها، پژوهشگران درتلاش بودند تا سیاهچالههای واقع در میانه این دو طیف را شناسایی کنند؛ سیاهچالههایی با جرم متوسط که جرمشان تقریباً بین صد تا هزار برابر خورشید است.
ستارهشناسان اطمینان داشتند که انواع متوسط سیاهچالهها باید در عالم باشند، اما قادر به یافتن هیچگونه شواهد مستقیمی از وجود آنها نبودند. هرچند پیشتر شواهدی از چند سیاهچاله متوسط شناسایی شده بود، مدرکی از وجود قطعی آنها وجود نداشت. سالوادوره ویتالی (Salvatore Vitale)، استادیار مؤسسهی فناوری ماساچوست (Massachusetts Institute of Technology) آمریکا، دراینرابطه میگوید: «میان سیاهچالههایی با جرم ده برابر و میلیونها برابر خورشید، حلقهای گمشده وجود داشت!» حلقهای که کشف اخیر میتواند به پیدا شدن آن کمک کند.
با این کشف ممکن است شناسایی تولد اولین سیاهچاله با جرم متوسط رصد شده باشد. یافته جدید میتواند به توضیح این پرسش کمک کند که چرا جهان بدین نحو کنونی بهنظر میآید؛ با پراکندگی نسبتاً زیاد سیاهچالههای کوچکتر و معدودی سیاهچالههای کلانجرم در مرکز کهکشانها. یک نظریه درباره چگونگی بزرگ شدن بیش از حد سیاهچالهها این است که سیاهچالههای کوچکتر بهطور مرتب با یکدیگر ادغام میشوند و جرمی کلانجرم را تشکیل میدهند. اما اگر این توضیح صحیح باشد، سیاهچالههای با جرم متوسط باید جایی در عالم وجود داشته باشند. بهگفته ویتالی، ازهمینرو ستارهشناسان بهطور گسترده بهدنبال این اجرام بودهاند؛ زیرا آنها به حل معمای سیاهچالهها کمک میکنند.