البحث عن مصدر الثقوب السوداء والمادة المظلمة

مثل لعبة "الغميضة" ، يعرف علماء الفيزياء في لورانس ليفرمور أن هناك ثقوبًا سوداء مختبئة في مجرة ​​درب التبانة ، وليس مكانها.

إذا وجدوها في اتجاه الانتفاخ المجري (مجموعة من النجوم محصورة بإحكام) وسحابة ماجلان ، فإن الثقوب السوداء ضخمة إلى حد 10000 مرة قد تشكل كتلة الشمس المادة المظلمة. إذا كانوا موجودين فقط نحو الانتفاخ المجري ، فمن المحتمل أنهم فقط من بعض النجوم الميتة.

عادة ، لمراقبة سحابة ماجلان ، يجب على العلماء السفر إلى المراصد في نصف الكرة الجنوبي.

ولكن في الآونة الأخيرة ، حصل فريق LLNL على أداة جديدة أقرب قليلاً إلى المنزل لمساعدتهم في البحث. كجزء من برنامج علوم وأمن الفضاء ومشروع LDRD ، يوجد لدى LLNL غرفة مراقبة جديدة عن بعد.

ويستخدم الفريق غرفة المراقبة لإجراء مسح جاذب في مجرة ​​درب التبانة وسحابة ماجلان بحثًا عن ثقوب سوداء متوسطة الكتلة (حوالي 10 إلى 10،000 ضعف كتلة الشمس) قد تشكل غالبية المادة المظلمة.

"إن غرفة المراقبة عن بعد تمكننا من السيطرة على المرصد الوطني لعلم البصريات الفلكي البصري الذي يبلغ قطره 4 أمتار والموجود في شيلي في مرصد سيرو تولولو بين الأمريكيين" ، قال المحقق الرئيسي في شركة "إل إل إن إل" ويل داوسون. وقد أجرى الفريق بالفعل أول عملية مراقبة مع غرفة المراقبة عن بعد.

يتكون الكون المرئي من حوالي 70 في المائة من الطاقة المظلمة و 25 في المائة من المادة المظلمة و 5 في المائة من المادة العادية. ومع ذلك ، ظلت المادة المظلمة لغزا منذ أن تم افتراضها لأول مرة في عام 1933. سعى مسح MACHO ، بقيادة لورانس ليفرمور في تسعينيات القرن العشرين ، إلى اختبار ما إذا كانت المادة المظلمة تتكون من أجسام الهالة الصغيرة الضخمة (MACHOs). وخلص الاستبيان إلى أن الباسيولاتي MACHOs أصغر من 10 كتل شمسية لا يمكن أن تمثل أكثر من 40 في المئة من مجموع كتلة المادة المظلمة.

في الآونة الأخيرة ، أدى اكتشاف اثنين من الثقوب السوداء المدمجة إلى تجديد الاهتمام بالمواد المظلمة المكوّنة من الثقوب السوداء البدائية (التي تشكلت في أوائل الكون ، قبل النجوم الأولى) مع ما يقرب من 10 إلى 10.000 كتلة شمسية. هذه فكرة اقترحها لأول مرة في عام 1975 من قبل الفيزيائي في LLNL والمشارك في المشروع جورج شابلن. إن أكثر الوسائل المباشرة لاستكشاف هذا النطاق الشامل هو البحث عن إشارة الجاذبية الميكروية في التصوير الفلكي الأرشيفي الحالي وإجراء مسح للجيل التالي من التصوير المصغر باستخدام أحدث أجهزة التصوير البصري على التلسكوبات من 10 إلى 25 مرة. أقوى من تلك المستخدمة في استطلاعات MACHO الأصلية.

العدسات الميكروية(Microlensing) هو تأثير فلكي تنبأ به النظرية النسبية العامة لآينشتاين. وفقا لأينشتاين ، عندما يمر الضوء المنبثق من نجم قريب جدا من جسم ضخم آخر (على سبيل المثال ، ثقب أسود) في طريقه إلى مراقب على الأرض ، فإن ثقل الكائن الضخم الوسيط سوف ينحني قليلا ويركز أشعة الضوء من نجمة المصدر ، مما تسبب في ظهور نجمة الخلفية ذات الإضاءة أكثر إشراقًا من المعتاد.

وقال داوسون: "نحن بصدد تطوير وسيلة جديدة للكشف عن العدسات الميكروية(Microlensing) ، والتي ستمكننا من اكتشاف توقيع الميكروبات الصغري المرتبط بالثقوب السوداء في هذا النطاق الواسع". "سنقوم بكشف وتقييد جزء المادة المظلمة المكونة من الثقوب السوداء الضخمة المتوسطة وقياس طيف كتلتها في درب التبانة."

اعداد وترجمة / فادي طارق 

المصدر