هل اكتشف علماء الفلك أول نظام ثنائي “النجم النابض – الثقب الأسود”؟ 

أبلغ علماء الفلك مؤخرًا عن اكتشاف مثل هذا الجسم المضغوط الذي تبلغ كتلته حوالي 2.35 كتلة شمسية في العنقود الكروي NGC 1851 في منزلنا. Galaxy درب التبانة. لأن هذا في الطرف الأدنى من "الثقب الأسود فجوة الكتلة"، يمكن أن يكون هذا الجسم المضغوط إما نيوترونًا ضخمًا ★ أو الأخف الثقب الأسود أو بعض النجوم غير المعروفة. ولم يتم بعد تحديد الطبيعة الدقيقة لهذه الهيئة. ومع ذلك، ما هو أكثر إثارة للاهتمام هو أنه، على عكس الجسم المضغوط المماثل الذي تم اكتشافه في حدث الاندماج GW 190814، تم العثور على هذا الجسم المضغوط في تشكيل النظام الثنائي كمرافق للنجم النابض. إذا تم تحديد هذا الجسم المضغوط في تكوين ثنائي مع النجم النابض ليكون أ الثقب الأسود وفي المستقبل، سيكون هذا أول "نجم نابض" - الثقب الأسود النظام" معروف.  

عندما ينفد الوقود، يحدث الاندماج النووي في النجوم يتوقف ولا توجد طاقة لتسخين المواد لموازنة قوة الجاذبية الداخلية. ونتيجة لذلك، ينهار القلب تحت تأثير جاذبيته، تاركًا وراءه كتلةً مدمجةً باقية. هذه نهاية النجم يمكن للنجم الميت أن يكون قزمًا أبيض أو نجمًا نيوترونيًا أو الثقب الأسود اعتمادا على كتلة النجم الأصلي. النجوم التي تتراوح كتلتها بين 8 إلى 20 كتلة شمسية ينتهي بها الأمر إلى نجوم نيوترونية (NSs) بينما تصبح النجوم الأثقل الثقوب السوداء (بي إتش إس).  

الحد الأقصى للكتلة النجوم النيوترونية تبلغ كتلته حوالي 2.2 كتلة شمسية الثقوب السوداء تتشكل في نهاية دورة حياة النجوم عادة ما تكون كتلتها أكبر من 5 كتل شمسية. هذه الفجوة الجماعية بين أخف منزل أسود (أي 5 م_⊙) وأثقل النيوترون ★ (أي 2.2 م_⊙) يُشار إليها بـ "الفجوة الكتلية للثقب الأسود".  

الكائنات المضغوطة في "الثقب الأسود فجوة جماعية" 

الأجسام المدمجة التي تقع في فجوة الكتلة (بين 2.2 إلى 5 كتلة شمسية) لا يتم مواجهتها بشكل شائع ولا يتم فهمها جيدًا. لوحظت بعض الأجسام المدمجة في موجة الجاذبية الأحداث تقع في منطقة الفجوة الجماعية. أحد هذه الأمثلة الحديثة كان اكتشاف كتلة مدمجة تبلغ 2.6 كتلة شمسية في 14 أغسطس 2019 في حدث الاندماج GW190814 الذي أدى إلى نشوء موطن أسود للثقب الأسود الأخير تبلغ كتلته حوالي 25 كتلة شمسية.  

الأجسام المدمجة في فجوة الكتلة في تشكيل "النظام الثنائي". 

أبلغ العلماء مؤخرًا عن اكتشاف مثل هذا الجسم المضغوط الذي تبلغ كتلته حوالي 2.35 كتلة شمسية في العنقود الكروي NGC 1851 في مجرتنا. المجرة الرئيسية درب التبانة. لأن هذا في الطرف الأدنى من "الثقب الأسود فجوة الكتلة"، يمكن أن يكون هذا الجسم المضغوط إما نيوترونًا ضخمًا ★ أو الأخف الثقب الأسود أو بعض النجوم غير المعروفة.  

ولم يتم بعد تحديد الطبيعة الدقيقة لهذه الهيئة.  

ومع ذلك، ما هو أكثر إثارة للاهتمام هو أنه، على عكس الجسم المضغوط المماثل الذي تم اكتشافه في حدث الاندماج GW 190814، تم العثور على هذا الجسم المضغوط في تشكيل النظام الثنائي باعتباره رفيقًا لنجم نابض ثنائي غريب الأطوار من المللي ثانية.  

إذا تم تحديد هذا الجسم المضغوط في تكوين ثنائي مع النجم النابض ليكون أ الثقب الأسود وفي المستقبل، سيكون هذا أول "نجم نابض" - الثقب الأسود النظام" معروف. هذا ما يبحث عنه علماء الفلك منذ عقود.  

*** 

المراجع:  

1. ليغو. بيان صحفي – LIGO-Virgo يعثر على جسم غامض في "Mass Gap". تم النشر في 23 يونيو 2020. متاح على https://www.ligo.caltech.edu/LA/news/ligo20200623 

2. E. Barr et al.، نجم نابض في ثنائي مع جسم مضغوط في فجوة الكتلة بين النجوم النيوترونية والثقوب السوداء، العلوم، 19 يناير 2024. DOI: https://doi.org/10.1126/science.adg3005 ما قبل الطباعة https://doi.org/10.48550/arXiv.2401.09872 

3. فيشباخ م.، 2024. الغموض في “الفجوة الجماعية”. علوم. 18 يناير 2024. المجلد 383، العدد 6680. ص 259-260. معرف الهوية الرقمي: https://doi.org/10.1126/science.adn1869  

4. SARAO 2024. أخبار – أخف ثقب أسود أم أثقل نجم نيوتروني؟ تكتشف MeerKAT جسمًا غامضًا عند الحدود بين الثقوب السوداء والنجوم النيوترونية. تم النشر في 18 يناير 2024. متاح على https://www.sarao.ac.za/news/lightest-black-hole-or-heaviest-neutron-star-meerkat-uncovers-a-mysterious-object-at-the-boundary-between-black-holes-and-neutron-stars/  

***