الكشف عن أول مصدر لموجة جاذبية

تم رصد اندماج ثقبين أسودين هائلين (يبلغان حوالي 30 كتلة شمسية) في صورة موجات جاذبية، وهو ما يؤكد التنبؤات الأخيرة بأن الثقوب السوداء الثنائية ستكون مصدر الكشف عن الموجات. ولم تجمع الحسابات السابقة عيِّنات أسلاف ثقبية سوداء ثنائية ذات صلة ـ النجوم الثنائية الهائلة منخفضة التمعدن ـ تمتلك دقة كافية، كما لم تشتمل على فيزياء واقعية بشكل كاف؛ للحصول على تنبؤات قوية. يستعرض الباحثون محاكاة رقمية عالية الدقة لتكوين ثقوب سوداء ثنائية عبر تطوُّر النجوم الثنائية المعزولة، وهو ما يوفر إطارًا يمكن من خلاله تفسير أول مصدر لموجة الجاذبية GW150914، والتنبؤ بخواص أحداث الموجة للثقب الأسود الثنائي التابع. وتَفترِض نماذج الباحثين ضمنًا أن تلك الأحداث تتشكل حيث يكون التمعدن أقل من 10% من التمعدن الشمسي، ويشمل ذلك نجومًا ذات كُتَل ابتدائية 40-100 كتلة شمسية، تتفاعل عبر انتقال كتلي، وطَوْر غازي مشترك. ربما تشكلت تلك النجوم السالفة إمّا منذ حوالي ملياري عام، أو ـ وذلك باحتمال أقل ـ منذ 11 مليار سنة، بعد وقوع الانفجار العظيم. وتتشكل غالبية الثقوب السوداء الثنائية دون الحاجة إلى انفجارات سوبرنوفا، ولا تتغير حركتها المغزلية تقريبًا منذ ميلادها، كما لا تحتاج إلى أن تكون متوازية. ويُنْتِج تكوين المجال التقليدي للثقوب السوداء الثنائية ـ كما افترض الباحثون، وذلك مع دَفْعَات منخفضة (سرعة الثقب الأسود عند الميلاد)، وتطوُّر مشترك محدود ـ حوالي 40 ضِعْف عدد اندماج الثقوب السوداء الثنائية، مقارنةً بما تنتجه قنوات التشكُّل الديناميّة، التي تشمل الحشود الكونية. ويمكن مقارنة معدل الكشف الخاص بالباحثين لذلك الاندماج بذلك الآتي من قنوات التطور المتجانسة. وتتنبأ حسابات الباحثين بكشوف لحوالي 1,000 اندماج ثقبي أسود لكل عام بكُتَل كلية تبلغ 20-80 كتلة شمسية، حالما يصل ترصُّد موجة الجاذبية القائمة على الجيل الأرضي الثاني إلى حساسيتها الكاملة.