حقق علماء الفلك اكتشافًا رائدًا: يدور نجم ثنائي بشكل خطير بالقرب من الثقب الأسود الهائل في مركز درب التبانة. ازدهر زوج النجوم مؤقتًا في بيئة ذات جاذبية هائلة. ويعطينا زوج النجوم، المسمى D9، لمحة نادرة عن كيفية بقاء النظام أو حتى تشكله في مثل هذه الظروف القاسية.
اكتشف فريق دولي من الباحثين نظامًا نجميًا ثنائيًا بالقرب من Sagittarius A*، وهو الثقب الأسود الهائل الموجود في مركز درب التبانة. وهذه هي المرة الأولى التي يتم فيها اكتشاف زوج من النجوم بالقرب من ثقب أسود هائل. ويكشف هذا الاكتشاف، الذي تم باستخدام بيانات من التلسكوب الكبير جدًا التابع للمرصد الأوروبي الجنوبي (ESO's VLT)، كيف تعيش النجوم تحت الجاذبية الشديدة. كما أنه يفتح إمكانيات جديدة لاكتشاف الكواكب القريبة من القوس A*.
وأوضح فلوريان بيسكر، الباحث في جامعة كولونيا في ألمانيا والمؤلف الأول للدراسة التي نشرت في مجلة Nature Communications في 17 ديسمبر/كانون الأول: "الثقوب السوداء ليست مدمرة كما كنا نعتقد. النجوم الثنائية - زوج من النجوم التي تدور حول بعضها البعض - شائعة في جميع أنحاء الكون. ومع ذلك، حتى الآن، لم يتم رصد الثنائيات بالقرب من الثقوب السوداء فائقة الكتلة لأن الجاذبية القوية عادة ما تزعزع استقرار مثل هذه الأنظمة".
يظهر الاكتشاف الجديد أن بعض النجوم الثنائية يمكن أن تزدهر لفترة وجيزة حتى في الظروف المدمرة. تم اكتشاف النجم الثنائي المكتشف حديثًا، والمعروف باسم D9، في الوقت المثالي: يقدر عمره بـ 2.7 مليون سنة فقط، ويمكن أن تتسبب الجاذبية القوية لثقب أسود قريب في اندماجه في نجم خلال مليون سنة فقط، وهي فترة زمنية ضيقة جدًا لمثل هذا النظام الشاب.
"يوفر هذا نافذة مختصرة على الجداول الزمنية الكونية لمراقبة مثل هذا النظام الثنائي - وقد نجحنا!" توضح إيما بوردييه، المؤلفة المشاركة للمقال والباحثة في جامعة كولونيا والتي درست في المرصد الأوروبي الجنوبي.
لسنوات عديدة، اعتقد العلماء أن الظروف القاسية بالقرب من الثقوب السوداء فائقة الكتلة تعيق تكوين النجوم الجديدة. إن اكتشاف العديد من النجوم الشابة بالقرب من القوس A* ينقض هذه الفرضية. والآن، يُظهر اكتشاف هذا النجم الثنائي الشاب أنه حتى الأزواج النجمية يمكن أن تتشكل في ظل هذه الظروف القاسية. وأوضح المؤلف المشارك ميشال زاجاتشيك، الباحث في جامعة ماساريك وجامعة كولونيا في جمهورية التشيك: "يُظهر نظام D9 علامات واضحة على وجود غاز وغبار يحيط بالنجم، مما يشير إلى أنه قد يكون نظامًا نجميًا صغيرًا جدًا يجب أن يكون قد تشكل بالقرب من ثقب أسود فائق الكتلة".
تم اكتشاف الثنائي المكتشف حديثًا في مجموعة كثيفة من النجوم والأجسام الأخرى التي تدور حول برج القوس A*، والمعروفة باسم المجموعة S. وأكثر هذه المجموعة غموضًا هي أجسام G، التي تتصرف مثل النجوم ولكنها تبدو مثل سحب الغاز والغبار.
وخلال مراقبة هذه الأجسام الغامضة، اكتشف فريق البحث نمطًا مفاجئًا في المجموعة D9. اكتشفت البيانات التي تم الحصول عليها باستخدام أداة ERIS الخاصة بـ VLT، بالإضافة إلى البيانات الأرشيفية من أداة SINFONI، تغيرات متكررة في سرعة النجوم، مما يشير إلى أن D9 هو في الواقع نجمان يدوران حول بعضهما البعض. قال بيسكر: "اعتقدت أن تحليلي كان خاطئًا، لكن النمط الطيفي يغطي فترة تبلغ حوالي 15 عامًا، ومن الواضح أن هذا الاكتشاف هو بالفعل أول نجم ثنائي يتم رصده في العنقود S".
تُظهر هذه الرسوم المتحركة D9، وهو أول زوج من النجوم يتم اكتشافه على الإطلاق بالقرب من القوس A*، وهو الثقب الأسود الهائل الموجود في مركز درب التبانة. نقوم بتكبير وتصغير الثقب الأسود والنجوم المنفردة التي تدور حوله، ثم نقترب أكثر من D9، وهو أول نظام نجمي ثنائي يتم اكتشافه بالقرب من ثقب أسود.
تكشف نتائج البحث طبيعة الجسم السماوي الغامض G. واقترح فريق البحث أنها قد تكون في الواقع مزيجًا من النجوم الثنائية التي لم تندمج بعد وبقايا النجوم الثنائية التي اندمجت.
لا تزال الطبيعة الدقيقة للعديد من الأجسام التي تدور حول القوس A*، وكيفية تشكلها بالقرب من الثقب الأسود الهائل، لغزًا. ولكن قريبًا، ستغير النسخة المطورة من مقياس تداخل VLT وأداة METIS الموجودة في المرصد الأوروبي الجنوبي (ESO) والتلسكوب الكبير للغاية (ELT) قيد الإنشاء في تشيلي هذا الوضع. ستسمح مجموعتا المعدات للفريق بإجراء عمليات رصد أكثر تفصيلاً لمركز المجرة، والكشف عن طبيعة الأجسام المعروفة واكتشاف المزيد من الثنائيات والأنظمة الشابة بلا شك. ويخلص بايسكر إلى أن "اكتشافنا يسمح لنا بالتكهن بوجود الكواكب، لأن هذه الكواكب تتشكل عادة حول نجوم شابة. ويبدو أنها مسألة وقت فقط قبل اكتشاف كوكب في مركز درب التبانة".
دوى:10.1038/s41467-024-54748-3
تم تجميعها من /ScitechDaily