جسم غامض في الفضاء السحيق يحير علماء الفلك

اكتشف فريق من العلماء جسمًا مضغوطًا على بعد 40 ألف سنة ضوئية من الأرض، وهو إما نجم نيوتروني ضخم جدًا أو ثقب أسود صغير الحجم، لكنهم غير متأكدين من أي منهما.

يمتلك ما يسمى بجسم فجوة الكتلة كتلة تتراوح بين 2.09 و 2.71 مرة كتلة شمسنا. بالنسبة للنجم النيوتروني — انهار، نواة فائقة الكثافة للنجم– سيكون ذلك ضخمًا، وربما الأكبر حتى الآن. ولكن ل ثقب أسود– جسم أكثر إحكاما، كثيفا لدرجة أنه لا يمكن حتى للضوء الهروب منه – سيكون من بين الأصغر من نوعه؛ يمكن أن تكون الثقوب السوداء ملايين إن لم يكن مليارات المرات كتلة شمسنا. بحث الفريق يستكشف كائن لا هنا ولا هناك نشرت اليوم في العلوم.

وقالت مايا فيشباك، عالمة الفيزياء الفلكية بجامعة تورنتو والتي لم تشارك في الدراسة الأخيرة: “إذا كان نجمًا نيوترونيًا، فمن المحتمل أن يكون أثقل نجم معروف حتى الآن، مع دروس للفيزياء غير المؤكدة للمادة النووية شديدة الكثافة”. مرتبط مقالة منظورية. “إذا كان ثقبًا أسودًا، فقد يكون الأخف وزنًا المعروف، مما قد يؤثر على فهم انفجارات المستعرات الأعظم أو التفاعلات الديناميكية مثل اندماج النجوم النيوترونية داخل العناقيد الكروية”.

تعد كل من النجوم النيوترونية والثقوب السوداء أماكن لبعض ظواهر الكون الفيزياء الأكثر تطرفا. من الآخرين الأعمال الداخلية إلى تصادمات تشوه الزمكان بينهما، فإن الفهم الأفضل لنشأتها وتفاعلاتها سيساعد علماء الفيزياء الفلكية على فك رموز كل شيء بدءًا من ميكانيكا الكم وحتى تطور المجرات. من المحتمل أن تحمل طبيعتهم المحيرة إجابات لبعض الأسئلة الأساسية حول الكون.

الكائن يجلس في كالدويل 73 (NGC 1851)، مجموعة كروية ربما تكونت من مجموعتين اندمجتا في مجرة ​​قزمة. إنه نصف نظام ثنائي، والنصف الآخر عبارة عن نجم نابض، وهو نجم نيوتروني سريع الدوران يمكن لعلماء الفيزياء الفلكية استخدام ومضاته الضوئية لقياس أشياء مثل تموج الزمكان نفسه. ويبعد الجسمان عن بعضهما البعض 4.97 مليون ميل (8 ملايين كيلومتر).

لاحظ الفريق الثنائي مع التلسكوب الراديوي ميركات فى جنوب افريقيا. لقد حسبوا الكتلة الثنائية الإجمالية – 3.887 كتلة شمسية، تزيد أو تنقص .004، بالإضافة إلى كتلة الجسم المرافق، التقدير الأعلى لها هو 2.71 كتلة شمسية. (في عام 2019، فريق مختلف الموصوفة ونجم نيوتروني ضخم كتلته 2.14 مرة كتلة الشمس؛ الجسم الموصوف حديثًا ينفخ ذلك الجسم خارج الماء الكوني.)

وأضاف فيشباك: “بالإضافة إلى الكتلة المرافقة غير العادية للنجم النابض PSR J0514−4002E، فإن الكتلة الإجمالية للنظام الثنائي البالغة 3.887 كتلة شمسية رائعة”. “إنه أثقل من أي نظام نجم نيوتروني ثنائي معروف.”

يعتقد فريق البحث أن الجسم الفريد – مرة أخرى، إما أحد أثقل النجوم النيوترونية أو ربما أخف ثقب أسود معروف – تشكل في اندماج نجمين نيوترونيين، بغض النظر عن طبيعته الحقيقية.

على الرغم من أن الفريق لم يتمكن في النهاية من تحديد هوية هذا الجسم غير العادي، إلا أن عمليات المراقبة اللاحقة للأجسام المدمجة المماثلة في نفس نطاق الكتلة قد تقدم بعض الوضوح حول الظروف التي تتشكل وتنمو فيها النجوم النيوترونية والثقوب السوداء.

أكثر: تشير نتائج موجات الجاذبية إلى أن الثقوب السوداء الهائلة تشوه الزمكان باستمرار