מחקר חדש מציע לזהות מערכות בינאריות הדוקות של חורים שחורים על־מסיביים באמצעות הבזקים חוזרים של אור כוכבים המעודש כבידתית, וכך לאתר מראש מקורות עתידיים של גלי כבידה
חוקרים תיארו דרך חדשה לגילוי אחת התופעות הכי חמקניות ביקום: זוגות של חורים שחורים על-מסיביים עם קשר הדוק ביניהם. המערכות האלה צפויות להיווצר אחרי שגלקסיות מתנגשות, אבל עד כה אסטרונומים אימתו רק זוגות מאוד מרוחקים. הזוגות הקרובים מאוד, שקשה בהרבה לגלות, עשויים עכשיו להיות בהישג יד.
הצוות מציע לאתר הבזקים עדינים נשנים של אור מכוכבים שנמצאים מאחורי הזוגות הנסתרים האלה. כששני החורים השחורים מקיפים אחד את האחר, הכבידה העצומה שלהם מעקמת ולזמן קצר מגבירה את אור הכוכבים. התוצאה היא סדרה של אותות בהירים נשנים שיכולים לגלות את נוכחותה של מערכת בלתי נראית.
חורים שחורים על-מסיביים נמצאים במרכז של רוב הגלקסיות ומסתם יכולה להגיע למיליוני או אפילו מיליארדי מסות שמש. כשגלקסיות מתמזגות, החורים השחורים המרכזיים שלהן צונחים אחד לכיוון השני ובסופו של דבר יוצרים מערכת בינארית. הזוגות האלה הם לא רק קוריוזים קוסמיים. יש להם תפקיד חשוב בעיצוב גלקסיות והם צפויים ליצור גלי כבידה חזקים, אדוות במרחב זמן שמשימות חלל עתידיות מתכוונות לגלות ישירות.
השיטה החדשה הזאת מבטיחה במיוחד כי היא מסתמכת על אור, לא גלי כבידה. המשמעות היא שאסטרונומים יוכלו לזהות את המערכות האלה שנים לפני שגלאים מהדור הבא יתחילו לפעול. היא גם מאפשרת לחקור אותן בפירוט רב בהרבה על ידי שילוב סוגים שונים של תצפיות.
עידוש כבידתי ככלי גילוי
"חורים שחורים על-מסיביים פועלים כמו טלסקופים טבעיים", אמר ד"ר מיגל זומלקארגי. "בגלל המסה העצומה שלהם והגודל הקומפקטי, הם מעקמים בחוזקה אור חולף. אור כוכבים מאותה גלקסיה מארחת יכול להתמקד לתמונות מאוד בהירות, תופעה המכונה עידוש כבידתי".
כשיש חור שחור אחד, עידוש חזק מתרחש רק כאשר כוכב מיושר באופן כמעט מושלם עם קו הראייה של הצופה. מערכת בינארית מתנהגת באופן שונה. כששני חורים שחורים פועלים יחד, הם יוצרים אזור בצורת מעוין שנקרא קאוסטיקה, שבו כוכבים יכולים להתבהר דרמטית. התאוריה חוזה הגדלה אינסופית עבור מקור נקודתי אידיאלי, אבל לכוכבים אמיתיים יש גודל סופי, שמגביל את האפקט.
"הסיכויים להגדלה עצומה של אור הכוכב גדלים מאוד כשיש מערכת לעומת חור שחור אחד", אמר פרופסור בֶנצֶה קוצ'יש, ממחברי המחקר.
תנועה מסלולית והבזקי אור נשנים
שלא כמו חורים שחורים יחידים, בינאריים נמצאים תמיד בתנועה. הם מקיפים אחד את האחר תוך איבוד אנרגיה הדרגתי דרך גלי כבידה, כמתואר בתאוריית היחסות הכללית של איינשטיין. עם הזמן, המרחק ביניהם קטן והמהירות המסלולית שלהם גדלה.
כשהמערכת הבינארית נעה, הקאוסטיקה מסתובבת ומשנה צורה, ועוברת על כמות גדולה של כוכבים מאחוריה. אם כוכב בהיר נמצא באזור הזה, הוא יכול להפיק הבזק מאוד בהיר בכל פעם שהקאוסטיקה עוברת על פניו. זה מוביל לפרצי אור נשנים, המהווים חתימה ברורה וייחודית של מערכת בינארית של חורים שחורים על-מסיביים.
