کشف بزرگ‌ترین برخورد سیاهچاله‌ای شناخته‌شده تا به امروز

پژوهشگران به‌تازگی از کشف بزرگ‌ترین و دورترین برخورد سیاهچاله‌ای خبر داده‌اند. خبر هیجان‌انگیزتر این است که تنها یک تصادف کیهانی کشف نشده است. آن‌ها همزمان کشف سه برخورد سیاهچاله‌ای دیگر را هم اعلام کرده‌اند. بدین‌ترتیب، تعداد کل ادغام‌های مشاهده‌‌شده‌ی این اجرام متراکم و سنگین تاکنون به عدد دَه رسیده است.

این اکتشافات در نشستی علمی در مریلند اعلام شدند. در این نشست، پژوهشگران برای صحبت درباره‌ی آخرین پژوهش‌های امواج گرانشی‌ گردهم آمده بودند. امواج گرانشی نوسان‌هایی در فضازمان هستند که براثر چرخش دو جرم به دور یکدیگر به‌وجود می‌آیند. قوی‌ترین امواج گرانشی از برخورد سیاهچاله‌ها یا دو جرم بسیار متراکم، مانند ستاره‌ی نوترونی به‌وجود می‌آیند.

آخرین مجموعه‌ی تولید‌کنندگان امواج جاذبه‌ای بین ژوئیه و اوت ۲۰۱۷ دیده شدند. اولین برخورد در تاریخ ۲۹ ژوئیه مشاهده شد که بزرگ‌ترین و دورترین موج ثبت شده بود. این تصادف که در فاصله‌ی پنج‌میلیارد سال نوری از زمین قرار دارد، برخورد دو سیاهچاله است که به تولد سیاهچاله‌ای با هشتاد برابر جرم خورشید منجر شده است.

امواج گرانشی با سرعت نور حرکت می‌کنند؛ بنابراین، این تصادف عظیم دقیقا پنج‌میلیارد سال پیش رخ داده است؛ یعنی درست صدها میلیون سال قبل از به‌وجودآمدن منظومه‌ی شمسی. ترکیب این دو سیاهچاله به تولید سیاهچاله‌ای قدرتمند منجر شد و دراثر این برخورد، جرمی تقریبا برابر با پنج خورشید به موج جاذبه‌ای تبدیل شد (موج‌هایی که در تاریخ ۲۹ ژوئیه از زمین رصد شدند).

دانشمندان، ازجمله آلبرت اینشتین برای اولین‌بار ایده‌ی امواج گرانشی را در اوایل دهه‌ی ۱۹۰۰ مطرح کردند؛ اما پژوهشگران تا سال ۲۰۱۵ موفق به کشف آن‌ها نشده بودند. سرانجام، آن‌ها از رصدهای متعدد موفق شدند امواج گرانشی را کشف کنند. امروزه، چند آشکارساز برای کشف امواج گرانشی روی زمین وجود دارد.

جدیدترین اکتشافات را دو آشکارساز انجام دادند که یکی از آن‌ها به‌نام LIGO (رصدخانه‌ی تداخل سنج لیزری امواج گرانشی)در ایالات متحده‌ی آمریکا و دیگری به‌نام Virgo در اروپا قرار دارد. درنتیجه، براساس داده‌های به‌دست‌آمده از این آشکارساز‌ها، چهار برخورد کیهانی کشف شدند. پژوهشگران با مرتب‌سازی و تحلیل تمام مشاهدات به‌دست‌آمده در آخرین رصد، موفق به یافتن سیگنال‌هایی از این امواج شدند.

LIGO و Virgo از اوت ۲۰۱۷ هیچ رصدی را انجام نداده بودند. در این بازه، پژوهشگران و مهندسان در‌حال نگه‌داری و ارتقای این آشکارسازها و آماده‌سازی آن‌ها برای نوبت بعدی رصدها بودند. سومین نوبت رصد LIGO برای اوایل ۲۰۱۹ برنامه‌ریزی شده و انتظار می‌رود Virgo با تجهیزات جدید مجددا آماده به‌کار شود.

اخترفیزیک‌دانان امیدوارند بتوانند در نوبت بعدی رصدها برخوردهای بیشتری کشف کنند؛ اما درعین‌حال، به‌دنبال تجهیزات جدید برای چند دهه‌ی آینده هستند. سازمان فضایی اروپا و ناسا به‌صورت مشترک درحال کار روی رصدخانه‌ای فضایی به‌نام LISA (آنتن فضایی تداخل‌سنج لیزری) هستند. LISA ترکیبی از سه فضاپیما است که در فاصله‌ی میلیون‌ها کیلومتر از یکدیگر قرار گرفته‌اند. اندازه و موقعیت آن در فضا، به‌معنی کشف امواج گرانشی است که برای آشکارساز‌های مستقر در زمین میسر نیست. چین هم قصد ساخت دو آشکارساز‌ فضایی امواج گرانشی در تابستان سال آینده را دارد.

این اکتشافات تازه آغاز راه دیگر اکتشافات امواج گرانشی هستند. LISA تا دهه‌ی ۲۰۳۰ پرتاب نخواهد شد؛ اما پژوهشگران به‌دنبال پیش‌بینی نسل بعدی آشکارسازها هستند. دیوید بلر، اخترفیزیک‌دان استرالیایی، درباره‌ی اکتشافات اخیر می‌نویسد:

با آشکارسازهای جدید انتظار حساسیت دَه برابر را داریم. درنتیجه، می‌توان به کشف سیگنال‌های جدید در هر پنج دقیقه امیدوار بود.