حفائر نجمية: S301 – التوأم المفقود؟ ✛ ✎

الأصل: "Is S301 the Captured Companion of the Hypervelocity Star S5-HVS1?"
· Andrea Caputo, Giovanni Maria Tomaselli
arXiv:2607.22517v1 · 2026-07-24 · arXiv non-exclusive · تحليل مستقل · 2 دقيقة
تشير بيانات مقياس التداخل GRAVITY إلى أن النجم S301 قد يكون الرفيق الذي بقي في مدار حول الثقب الأسود بعد قذف النجم فائق السرعة S5-HVS1.

1799 كيلومترًا في الثانية — بهذه السرعة يغادر النجم S5-HVS1 المجرة إلى الأبد. قبل 4.8 مليون سنة، قُذف من مركز درب التبانة أثناء اقتراب قريب من الثقب الأسود فائق الضخامة Sgr A*. يترك مثل هذا الحدث أثرين أحفوريين: نجم هارب فائق السرعة ورفيقه الذي تم أسره في مدار بيضاوي.

ربما تم العثور على الأثر الثاني. يدور النجم S301 حول نفس الثقب الأسود في مدار انحرافه 0.983 — شكل يشبه السيجار الضخم بطول 687 وحدة فلكية. عند نقطة الحضيض، يقترب إلى مسافة 11.5 وحدة فلكية، أقرب من أي نجم S معروف. هذه المسافة مماثلة لمدار زحل.

آلية هيلز: قوى المد والجزر للثقب الأسود تمزق النجم الثنائي (التمزق المدّي). نجم واحد يتخلى عن طاقته ويبقى في المدار، بينما يتلقى الآخر ركلة جاذبية ويخرج من المجرة. تعتمد النتيجة على مرحلة المدار لحظة التمزق.

مدار S301 ليس عشوائيًا. يربط قانون حفظ الطاقة وقانون الجاذبية العام المحور شبه الرئيسي للنجم المأسور بكتلته: حوالي 500 وحدة فلكية لكل كتلة شمسية. بكتلة S301 التي تتراوح بين 1.1 و1.5 كتلة شمسية — كما تُظهره نماذج التطور النجمي — يصبح المحور شبه الرئيسي المحسوب 687 وحدة فلكية بالضبط. توافق دقيق.

الاستدلال البايزي يقول الشيء نفسه. احتمال أن يكون مدار S301 قد توافق عشوائيًا مع التوقعات أقل بـ 90 مرة من فرضية القرابة مع S5-HVS1. تُظهر المحاكاة العددية أنه على مدى 4.8 مليون سنة، لم يتغير الانحراف المركزي تقريبًا، لأن تشتت الزخم الزاوي في مركز المجرة عملية بطيئة.

من حضيض S301، سيبدو الثقب الأسود Sgr A* كقرص يمكن رؤيته بالعين المجردة — لو كان بالإمكان رؤية أفق الحدث عبر تدفق التراكم.

يجب أن يحمل الأثران الأحفوريان لحدث واحد نفس البصمة الكيميائية. وُلد S5-HVS1 وS301 من نفس السحابة، لذا يجب أن يتطابق تركيباهما. سيقارن التحليل الطيفي عالي الدقة في التلسكوب الكبير جدًا المستقبلي العناصر — وعندها سيتم إثبات الزوجين أو انفصالهما إلى الأبد.

يبلغ حضيض S301 11.5 وحدة فلكية – وهي مسافة تشبه بعد كوكب زحل عن الشمس. عند هذه المسافة، فإن ثقباً أسود بحجم يعادل 20 ضعف حجم شمسنا تقريباً سيظهر في السماء كقرص يُرى بالعين المجردة، شريطة أن نتمكن من رؤية أفق الحدث عبر التدفق التراكمي.

a_b \approx 500\,\text{а.е.} \left(\frac{m_b}{M_\odot}\right)
نصف المحور الأكبر المتوقع بالوحدات الفلكية
العلماء
Jacob BekensteinStephen HawkingBernhard RiemannJoseph WeberKarl SchwarzschildKip Thorne
المفاهيم
آلية هيلز ثقب أسود نجمي الكتلة مركز المجرة نجم هيليوم مجرة مضيفة النجم المضيف ثقب أسود ثنائي مسييه 87 مدار نجمي مرافق النباض انتفاخ مجري مجرة حلزونية قانون هابل