در ۱۴ سپتامبر سال ۲۰۱۵، تداخل‌سنج لیزری امواج گرانشی(لیگو) یک سری امواج گرانشی حاصل از ادغام دو سیاهچاله را ثبت کرد که یکی ۳۶ برابر، و دیگری ۲۹ برابرِ خورشید جرم داشتند. انتظار می‌رود این پدیده تاریک باشد، اما تلسکوپ فضایی فرمی بعد از ۰/۴ ثانیه انفجار امواج گاما را نیز شناسایی کرد.

تحقیقات جدید نشان می‌دهد که این انفجار اتفاق افتاده است، زیرا دو سیاهچاله در یک ستاره‌ی تک و عظیم به وجود آمدند و از بین رفتند که مرگ ستاره انفجار امواج گاما را به وجود آورده است. آوی لئوب، از مرکز اخترشناسی هاروارد(cfa)می‌گوید: «در حالت عادی، وقتی ستاره‌ای [با جرمی ۲۰ برابرِ جرم خورشید ما] از بین می‌رود، رمبش کرده و به یک سیاهچاله تبدیل می‌شود. در این حالت اگر ستاره به سرعت در حال چرخش باشد، هسته‌اش احتمالاً به شکل دَمبِل درمی‌آید و به شکل دو خوشه، شکسته می‌شوند. در واقع هر کدام از این خوشه‌ها خود به یک سیاهچاله‌ی تکی تبدیل می‌شوند.»

یک ستاره‌ی سنگین و عظیم پیش از تبدیل شدن به سیاهچاله معمولاً به دو ستاره‌ی کوچک‌تر تبدیل می‌شود. این دو ستاره با سرعت زیاد به دور هم می‌چرخند، طوری که انتظار می‌رود ستاره‌ی ادغام‌شده نیز بسیار سریع بچرخد. پس از اینکه جفت سیاهچاله شکل گرفت، پوسته‌ی بیرونی ستاره به سمت سیاهچاله هجوم می‌برد. با توجه به رویداد امواج گرانشی دو سیاهچاله و انفجار امواج گاما، سیاهچاله‌های دوقلو باید نزدیک هم به دنیا آمده باشند. با تقسیم‌بندی اصلی و ادغام‌شده‌ای به اندازه‌ی زمین که در چند دقیقه به وجود آمد. سیاهچاله‌های تازه شکل‌گرفته از طریق موادی که به درونش می‌ریزد تغذیه می‌شوند و در هر ثانیه به اندازه‌ی جرم خورشید مصرف می‌کند تا به ماده نیرویی بدهد که به سمت بیرون پرتاپ شود و این انفجار گاما را بسازد. تلسکوپ فرمی ۰/۴ ثانیه بعد لیگو امواج گرانشی از همان ناحیه‌ی فضا دریافت کرد، با این حال ماهواره‌ی اروپایی انتگرال این سیگنال‌ها را دریافت نکرد.

لئوب می‌گوید: حتی اگر یافته‌های فرمی اشتباه باشد، آینده‌ی ردیاب گرانشی لیگو باید برای دریافت امواج، سیاهچاله‌های ادغام‌شده را زیر نظر داشته باشد، زیرا طبیعت همیشه می‌تواند غافلگیرمان کند. اگر انفجار گامای بیشتری همراه با امواج گرانشی شناسایی شود، یک راه جدید برای اندازه‌گیری فاصله‌ها و انبساط کیهان به ما نشان می‌دهد. با کشف بازتاب امواج گاما و اندازه‌گیری تناوب آن و بعد مقایسه‌ی فاصله‌ی مستقل با لیگو، اخترشناسان می‌توانند پارامترهای کیهانی را شناسایی کنند. لئوب می‌گوید: «سیاهچاله‌های نجومی بسیار ساده‌تر از دیگر فاصله‌هایی که معرف و معیار هست، مثل ابرنواخترها اندازه‌گیری می‌شوند، چراکه تنها با جرم و چرخششان تعریف می‌شوند.»

ولکر بروم از دانشگاه تگزاس می‌گوید: «این یک مقاله برای تنظیم برنامه‌ی کاری است که احتمالاً مستلزم کارهای پیگیرانه در دوره‌ی بحرانی پس از کشف اولیه‌ی لیگو می‌باشد، زیرا درک دلایل کامل آن، چالش بزرگی ایجاد کرده است. اگر این فرضیه یک راهنمایی باشد، لئوب با استفاده از امواج گرانشی و امواج الکترومغناطیسیِ رصد‌ شده می‌تواند نویدبخش دیدِ عمیق‌تری به طبیعتِ فیزیکی باشد.» جزئیات بیشتر این پژوهش در Astrophysical Journal Letters منتشر شده است.

مترجم: فرناز فیض

منبع: سایت علمی بیگ بنگ