في مايو 2020، التقطت الكواشف إشارة غريبة من الفضاء — الموجات الثقالية ناتجة عن اندماج النجم النيوتروني مع ثقب أسود. عادةً ما تدور الأجسام في مثل هذه الأزواج في مدار شبه دائري. لكن في هذه الحالة، كان المدار مستطيلاً، مثل الإهليلج. يطلق علماء الفلك على هذا 'الاختلاف المركزي' — وهو مقياس لمدى اختلاف المدار عن الدائرة. وقد اتضح أن هذا الاستطالة تعمل مثل عدسة مكبرة: من خلالها تفاصيل النظام تبدو أكثر وضوحاً بكثير.

المثال الأول هو الدوران. تمتلك الثقوب السوداء والنجوم النيوترونية زخماً زاوياً — أي مدى سرعة دورانها وفي أي اتجاه. عندما يكون المدار دائرياً، يصعب معرفة ما إذا كان الثقب الأسود يدور عكس اتجاه حركة الزوج. لكن إذا كان المدار مستطيلاً، يكون ذلك واضحاً على الفور. وهذا الدوران العكسي علامة على أن الزوج لم ينشأ في نظام نجم ثنائي هادئ، بل في صخب حشد نجمي، حيث تتصادم الأجسام وتأسر بعضها بعضاً. هكذا يكشف اندماج النجوم النيوترونية ذو الاختلاف المركزي عن ماضٍ مضطرب.

كما يساعد الاختلاف المركزي في وزن النجم النيوتروني. هناك فكرة بأنها تنقسم إلى نجوم خفيفة وثقيلة — حوالي 1,3 و1,8 من كتلة الشمس. لا تستطيع الاندماجات العادية تأكيد ذلك، حتى لو جمعنا 30 حدثاً. لكن مع المدارات المستطيلة، تزداد الموثوقية بمقدار 7,5 أضعاف — وكأن الضباب ينقشع. وتخبرنا كتلة النجم النيوتروني عن مدى انضغاط المادة في لبه — وهذا أحد أكبر ألغاز الفيزياء.

أخيراً، يساعد الاختلاف المركزي في فهم النجوم التي نتجت عنها الثقوب السوداء. يستخدم علماء الفلك المحاكاة العددية لتتبع تطور النجوم وتركيبها الكيميائي — نسبة العناصر الأثقل من الهيليوم، أو المعدنية. عند كميات مختلفة من المعادن، تتولد ثقوب سوداء مختلفة. تسمح الاندماجات ذات الاختلاف المركزي بتمييز هذه السيناريوهات بثقة هائلة — تتوافق البيانات مع أحد النماذج أفضل من الآخر بمليارات المرات.

هكذا يحوّل المدار المستطيل البقع الضبابية إلى صور واضحة. وستلتقط كواشف المستقبل، مثل تلسكوب أينشتاين (Einstein Telescope)، المزيد من هذه الأحداث. وعندها ستخبرنا الموجات الثقالية كيف تترتب المادة في أقصى ظروف الكون تطرفاً.