في مجرة تبعد أربعة مليارات سنة ضوئية ، توجد ثلاثة ثقوب سوداء فائقة الضخامة في عناق دوراني. إنه أضيق ثلاثة ثقوب سوداء معروفة حتى الآن ، ويقترح حتى أن هذه الأنظمة المعبأة عن كثب أكثر شيوعًا مما كان يعتقد سابقًا.
قال المؤلف الرئيسي روجر دين من جامعة كيب: "ما يبقى غير عادي بالنسبة لي هو أن هذه الثقوب السوداء ، التي هي في أقصى حدود نظرية النسبية العامة لأينشتاين ، تدور حول بعضها البعض بسرعة 300 ضعف سرعة الصوت على الأرض". بلدة في بيان صحفي.
ليس هذا فقط ، ولكن باستخدام الإشارات المجمعة من التلسكوبات الراديوية في أربع قارات ، يمكننا مراقبة هذا النظام الغريب ثلث الطريق عبر الكون. إنه يمنحني حماسًا كبيرًا حيث أن هذا يخدش سطح قائمة طويلة من الاكتشافات التي ستصبح ممكنة مع مصفوفة الكيلومتر المربع ".
تم تعريف النظام ، الملقب بـ SDSS J150243.091111557.3 ، لأول مرة على أنه كوازار - ثقب أسود فائق الكتلة في مركز المجرة ، والذي يتراكم بسرعة المواد ويتألق بشكل ساطع - قبل أربع سنوات. لكن طيفها كان غريبًا بعض الشيء مع انقسام خط انبعاث الأكسجين المتأين [OIII] إلى ذروتين بدلاً من واحدة.
أوضح التفسير المناسب وجود اثنين من الثقوب السوداء الفائقة النشيطة التي تختبئ في قلب المجرة.
وقال دين لمجلة الفضاء إن المجرة النشطة تظهر عادة خطوط انبعاث ضيقة ذات ذروة واحدة تنبع من المنطقة المحيطة بالغاز المؤين. تشير حقيقة أن هذه المجرة النشطة إلى ظهور خطوط انبعاث مزدوجة الذروة ، تشير إلى وجود منطقتين محيطيتين من الغاز المتأين وبالتالي اثنين من الثقوب السوداء الهائلة النشطة.
لكن إحدى الثقوب السوداء الهائلة كانت مغطاة بالغبار. لذلك حفر دين وزملاؤه أكثر قليلاً. استخدموا تقنية تسمى قياس التداخل الأساسي الطويل جدًا (VLBI) ، وهي وسيلة لربط التلسكوبات معًا ، وجمع إشارات مفصولة بما يصل إلى 10000 كيلومتر لرؤية التفاصيل أكبر 50 مرة من تلسكوب هابل الفضائي.
كشفت ملاحظات من شبكة VLBI الأوروبية - مجموعة من الهوائيات الأوروبية والصينية والروسية وأمريكا الجنوبية - أن الثقب الأسود الهائل المغطى بالغبار كان مرة أخرى اثنين بدلاً من واحد ، مما يجعل النظام ثلاثة ثقوب سوداء هائلة في المجموع.
وقال دين لمجلة الفضاء: "هذا ما كان مفاجئًا للغاية". "كان هدفنا تأكيد الثقوب السوداء المشتبه بها. لم نكن نتوقع أن أحدهما كان في الواقع اثنان ، وهو ما لا يمكن الكشف عنه إلا من خلال شبكة VLBI الأوروبية بسبب التفاصيل الدقيقة جدًا التي يمكن تمييزها ".
نظر دين وزملاؤه في ست مجرات مماثلة قبل العثور على الثلاثي الأول. حقيقة أنهم عثروا على واحد بسرعة تشير إلى أنهم أكثر شيوعًا مما كان يعتقد سابقًا.
قبل اليوم ، لم يكن معروفًا سوى أربعة أنظمة ثقب أسود ثلاثية ، مع أقرب زوج بفارق 2.4 كيلوبارساكس - تقريبًا 2000 ضعف المسافة من الأرض إلى أقرب نجم ، بروكسيما سنتوري. ولكن يتم فصل الزوج الأقرب في هذا الثلاثي بـ 140 فرسخًا فلكيًا - تقريبًا 10 أضعاف نفس المسافة.
على الرغم من أن دين وزملاؤه اعتمدوا على الدقة الهائلة لتقنية VLBI من أجل الفصل المكاني للثقوب السوداء المتقاربة ، إلا أنهم أظهروا أيضًا أنه يمكن الاستدلال على وجودهم من ميزات أكبر. الحركة المدارية للثقب الأسود ، على سبيل المثال ، مطبوع على نفاثاته الكبيرة ، مما يلفها في شكل يشبه الحلزون. قد يوفر هذا تلسكوبات أصغر مع أداة للعثور عليها بكفاءة أكبر بكثير.
وقالت جيسي رونوي الخبيرة في الثقب الأسود الهائل ثنائي الأبعاد من جامعة ولاية بنسلفانيا لمجلة الفضاء: "إذا استمرت النتيجة ، فستكون رائعة جدًا". هذا البحث له آثار متعددة لفهم المزيد من الظواهر.
يلقي الأول الضوء على تطور المجرة. اثنان أو ثلاثة ثقوب سوداء فائقة الضخامة هي المسدس الدماغي الذي دمجته المجرة مع أخرى. من خلال النظر في هذه المجرات بالتفصيل ، يمكن لعلماء الفلك فهم كيف تطورت المجرات إلى أشكالها وأحجامها الحالية.
يلقي الثاني الضوء على ظاهرة تعرف باسم إشعاع الجاذبية. تتنبأ نظرية آينشتاين العامة للنسبية أنه عندما تنتشر إحدى الثقوب السوداء أو الثلاثة الثقوب الهائلة إلى الداخل ، تنتشر موجات الجاذبية - تموجات في نسيج الزمكان نفسه - إلى الفضاء.
يجب أن تكون التلسكوبات الراديوية المستقبلية قادرة على قياس موجات الجاذبية من أنظمة مثل تحلل مداراتها.
"علاوة على ذلك ، في المستقبل ، سوف تسمح لنا مصفوفة الكيلومتر المربع بالعثور على هذه الأنظمة ودراستها بتفاصيل رائعة ، وتتيح لنا حقًا اكتساب فهم أفضل لكيفية تشكيل الثقوب السوداء للمجرات على مدار تاريخ الكون". المؤلف المشارك مات جارفيس من جامعات أكسفورد وويسترن كيب.
نُشر البحث اليوم في مجلة Nature.
