باستخدام التلسكوب الكبير جداً، التابع للمرصد الأوروبي الجنوبي (ESO›s VLT)، اكتشف علماء الفلك ثقباً أسود صغيراً خارج مجرة درب التبانة من خلال النظر في كيفية تأثيره على حركة نجم في جواره القريب. وهذه هي المرة الأولى التي يتم فيها استخدام هذه الطريقة للكشف عن وجود ثقب أسود خارج مجرتنا، وقد تكون المفتاح للكشف عن الثقوب السوداء المخفية في مجرة درب التبانة والمجرات القريبة، وتساعد في تسليط الضوء على كيفية تشكل هذه الأجسام الغامضة وتطورها.
– طريقة «شيرلوك هولمز»
تم رصد الثقب الأسود المكتشف حديثاً في العنقود النجمي (NGC 1850)، وهو مجموعة من آلاف النجوم على بعد نحو 160 ألف سنة ضوئية في سحابة ماجلان الكبيرة، وهي مجرة مجاورة لمجرة درب التبانة.
تقول سارة ساراتشينو، من معهد أبحاث الفيزياء الفلكية بجامعة ليفربول في المملكة المتحدة، والتي قادت البحث الذي تم قبوله للنشر في الإشعارات الشهرية للجمعية الملكية الفلكية «على غرار (شيرلوك هولمز) الذي يتعقب عصابة إجرامية من زلاتها، فإننا ننظر إلى كل نجم في هذا العنقود النجمي باستخدام عدسة مكبرة ونحاول العثور على بعض الأدلة على وجود ثقوب سوداء ولكن دون رؤيتها مباشرة».
وتضيف في تقرير نشره الموقع الإلكتروني للمرصد الأوروبي الجنوبي 11 نوفمبر (تشرين الثاني) الماضي «النتيجة المعروضة هنا تمثل واحدا فقط من المطلوبين، ولكن عندما تجد واحداً، فأنت في طريقك لاكتشاف العديد من الآخرين، في عناقيد نجمية مختلفة». وتبين أن هذا «المطلوب» الأول الذي تعقبه الفريق البحثي يبلغ حجمه 11 ضعف كتلة شمسنا، وتم اكتشافه من تأثيره على حركة النجم.
واكتشف علماء الفلك سابقاً مثل هذه الثقوب السوداء الصغيرة «ذات الكتلة النجمية» في المجرات الأخرى عن طريق التقاط وهج الأشعة السينية المنبعث أثناء ابتلاعهم للمادة، أو من موجات الجاذبية الناتجة من اصطدام الثقوب السوداء ببعضها بعضاً أو مع النجوم النيوترونية.
ومع ذلك، فإن معظم الثقوب السوداء ذات الكتل النجمية لا تتخلى عن وجودها من خلال الأشعة السينية أو موجات الجاذبية.
– رصد ديناميكي
يقول ستيفان دريزلر، عضو الفريق في جامعة غوتنغن في ألمانيا «لا يمكن كشف النقاب عن الغالبية العظمى إلا بشكل ديناميكي، عندما يشكلون (الباحثون) نظاماً بنجم، فإنهم سيؤثرون على حركته بطريقة خفية ولكن يمكن اكتشافها؛ لذلك يمكننا العثور عليها بأدوات متطورة». ويمكن أن تسمح هذه الطريقة الديناميكية التي استخدمتها ساراتشينو وفريقها لعلماء الفلك بالعثور على العديد من الثقوب السوداء والمساعدة في حل ألغازهم. ويقول المؤلف المشارك للدراسة مارك جيليس من جامعة برشلونة بإسبانيا «كل اكتشاف نقوم به سيكون مهما لفهمنا المستقبلي للعناقيد النجمية والثقوب السوداء فيها».
ويمثل اكتشاف الثقب الأسود في العنقود النجمي «NGC 1850» الأول من نوعه، الذي يوثق العثور على ثقب أسود في مجموعة صغيرة من النجوم (يبلغ عمر العنقود نحو 100 مليون سنة فقط، وهو في عمر المقاييس الفلكية يمثل غمضة عين)، ويمكن أن يؤدي استخدام طريقتهم الديناميكية في مجموعات نجمية مماثلة إلى كشف النقاب عن المزيد من الثقوب السوداء الفتية وإلقاء ضوء جديد على كيفية تطورها.
وبمقارنتها بالثقوب السوداء الأكبر والأكثر نضجاً في العناقيد الأقدم، سيكون علماء الفلك قادرين على فهم كيفية نمو هذه الأجسام من خلال التغذي على النجوم أو الاندماج مع الثقوب السوداء الأخرى.
ولإجراء بحثهم، استخدم الفريق البيانات التي تم جمعها على مدار عامين باستخدام المستكشف الطيفي متعدد الوحدات (MUSE) المثبت في المرصد الأوروبي الجنوبي (ESO›s VLT)، الواقع في صحراء أتاكاما التشيلية.
يقول المؤلف المشارك سيباستيان كامان، خبير المستكشف الطيفي متعدد الوحدات في معهد أبحاث الفيزياء الفلكية في ليفربول «سمح لنا هذا المستكشف بمراقبة المناطق المزدحمة للغاية، مثل المناطق الداخلية للعناقيد النجمية، وتحليل ضوء كل نجم في المنطقة المجاورة، والنتيجة الصافية هي معلومات حول آلاف النجوم في لقطة واحدة، على الأقل 10 مرات أكثر من أي أداة أخرى».
يضيف «سمح ذلك لنا بتحديد النجم الغريب الذي تشير حركته الغريبة إلى وجود الثقب الأسود، ومكنتنا البيانات المأخوذة من تجربة عدسة الجاذبية البصرية في جامعة وارسو ومن تلسكوب هابل الفضائي التابع لـ(ناسا) ووكالة الفضاء الأوروبية من قياس كتلة الثقب الأسود وتأكيد النتائج التي توصلنا إليها».