يمكن للضوء المتصاعد على حافة ثقب أسود فائق الكتلة أن يساعد المادة على الهروب من استهلاك هذا العملاق الكوني.
ال ثقب أسود عملاق كتلة M87 – المعروفة أيضًا باسم M87* – تعادل حوالي 6.5 مليار شمس. لقد لفت انتباه الجمهور بشكل خاص في عام 2019 عندما تم التقاط صورة M87*، بواسطة كاميرا تلسكوب أفق الحدث (EHT)، كانت أول لمحة عن البيئة المحيطة بـ الثقب الأسود حصلت عليها البشرية من أي وقت مضى.
الآن، قامت مجموعة EHT، التي كانت وراء هذه الصورة التاريخية، بوضع نموذج للطريقة التي تدور بها المجالات الكهربائية للضوء حول الثقب الأسود الهائل، والذي يقع على بعد حوالي 54 مليون سنة ضوئية بعيدا عن أرض. ويحمل هذا الضوء المستقطب، الذي تهتز موجاته على مستوى واحد، معلومات حول المجال المغناطيسي والجسيمات التي تتسارع إلى سرعات قريبة من سرعة الضوء حول الثقب الأسود.
يقترح العلماء الآن أن هذه المجالات المغناطيسية قد تحرم الثقب الأسود العملاق M87 من وجبة، وبدلاً من ذلك تطلق هذه المادة إلى فضاء مثل الطائرات المتوازية (أو المتوازية) التي تنفجر عند مستوى عالٍ تقريبًا سرعة الضوء. يُعرف الضوء الذي يدور باستمرار حول M87* أيضًا بالاستقطاب الدائري.
متعلق ب: وجدت دراسة أن الثقب الأسود الأول الذي صورته البشرية يدور
“الاستقطاب الدائري هو الإشارة الأخيرة التي بحثنا عنها في الملاحظات الأولى لـ EHT للثقب الأسود M87، وكان (الاستقطاب) هو الأصعب في التحليل”، كما يقول أندرو تشيل، مؤلف مشارك في الدراسة ومنسق المشروع في جامعة برينستون. قال في بيان.
وأضاف تشايل، وهو باحث مشارك في مبادرة برينستون للجاذبية – التي تجمع بين أبحاث الجامعة: “تمنحنا هذه النتائج الجديدة الثقة بأن صورتنا لمجال مغناطيسي قوي يتخلل الغاز الساخن المحيط بالثقب الأسود هي الصورة الصحيحة”. الفيزياء الفلكية، أقسام الرياضيات والفيزياء للبحث عن طبيعة جاذبية. وأضاف: “تسمح لنا عمليات رصد EHT غير المسبوقة بالإجابة على أسئلة طويلة الأمد حول كيفية استهلاك الثقوب السوداء للمادة وإطلاق نفاثات خارج المجرات المضيفة لها”.
بعد عامين من نشر صورة الثقب الأسود الهائل في M87، في عام 2021، أصدرت مؤسسة EHT Collaboration نظرة ثانية مذهلة. وأظهرت الصورة الأحدث، ولأول مرة، ضوءا مستقطبا حول ثقب أسود. (الضوء المستقطب له اتجاه وسطوع مختلفين عن الضوء غير المستقطب). وكشفت بيانات 2021 أيضًا عن اتجاه المجالات الكهربائية المتذبذبة (المهتزة)، مما يوفر أول تلميح إلى أن المجالات المغناطيسية حول M87* قوية ومرتبة.
بعد ذلك، ألقى الباحثون نظرة فاحصة باستخدام مصفوفة أتاكاما المليمترية/تحت المليمترية الكبيرة (ALMA) الموجودة في شمال تشيلي، والتي قدمت المعايرة من خلال العمل كهوائي مرجعي لـ EHT. ALMA عبارة عن مجموعة من 66 هوائيًا موجودة في الصحراء التشيلية يمكنها اختراق البيئات الكونية المغبرة، مثل الثقوب السوداء، للبحث عن أطوال موجية أطول من الضوء.
ALMA هو جزء من شبكة التلسكوبات الراديوية التابعة لـ EHT حول العالم، والتي تجتمع معًا لإنشاء أداة افتراضية بحجم الأرض. (تُعرف هذه التقنية أيضًا باسم قياس التداخل الأساسي الطويل جدًا، أو VLBI).
يُظهر التحليل الجديد لبيانات ALMA، التي تم جمعها في عام 2017، كيف تلتف المجالات الكهربائية للضوء في اتجاه خطي، مما يوفر مرة أخرى دليلاً على المجالات المغناطيسية القوية التي يمكن رؤيتها في عام 2021. وباستخدام محاكاة حاسوبية، يقترح علماء EHT هذه المجالات المغناطيسية القوية. تدفع المجالات المغناطيسية المادة التي تسقط باتجاه M87* إلى الخلف.
قصص ذات الصلة:
– يمكن للمجرات التي تولد النجوم أن تخفي ثقوبًا سوداء هائلة الحجم خلف جدران من الغبار
– كيف يبحث تلسكوب أفق الحدث عن الصور الظلية للثقوب السوداء
– يساعد الغاز الدوامي العلماء على تحديد كتلة الثقب الأسود الهائل في درب التبانة
تطلق المجالات المغناطيسية أيضًا نفاثات من المادة بعيدًا عن M87* بسرعات قريبة من سرعة الضوء قبل أن تمر المادة عبر الثقب الأسود. أفق الحدث – النقطة التي لا يمكن عندها لأي شيء الهروب من الثقب الأسود، حتى الضوء – وتضيف إلى الثقوب السوداء كتلة هائلة بالفعل. (وهذا يعني أن EHT لا يمكنه تصوير الثقوب السوداء نفسها، لأنها لا ينبعث منها أي ضوء، ولكن محيط كل ثقب أسود يتوهج في إشعاع يمكن اكتشافه).
قال هوغو ميسياس، المؤلف المشارك في الدراسة والذي يقود فريق VLBI في ALMA، في نفس البيان: “يواصل الباحثون تحليل البيانات بحثًا عن دليل أقوى على الاستقطاب الخطي، حيث يقولون إن عملهم لا يزال من الممكن أن يترك مجالًا للتحسين”. “هذا الضوء المستقطب دائريًا الذي تم اكتشافه الآن خافت جدًا، ولكن في السنوات الأخيرة، كان EHT يرصد بمزيد من المحطات وحساسية محسنة – مما يعني أن التحليل المستمر من المرجح أن يزودنا بنصائح جديدة حول الأسرار المحيطة بـ M87*. “
يُنسب الفضل إلى تعاونية EHT بشكل جماعي باعتبارها المؤلف الأول في النتائج الجديدة التي توصلت إليها EHT، والتي تم تفصيلها في ورقة بحثية نشرت يوم الأربعاء (8 نوفمبر) في مجلة الفيزياء الفلكية.