لاحظ علماء الفلك وجود ثقب أسود هائل في الفناء الخلفي الكوني للأرض، حيث يقوم بتفجير نفاثات من المادة بسرعات قريبة من الضوء. تحكي هذه التدفقات الخارجية قصة معركة التفوق بين المغناطيسية والجاذبية.
يمكن أن يساعد هذا الاكتشاف العلماء على فهم أفضل لكيفية تغذية الثقوب السوداء بالمادة وإخراج نفاثات قوية تمتد إلى ما هو أبعد من المجرات المضيفة لها.
وقام فريق من علماء الفلك برصد قلب المجرة الراديوية 3C 84، والمعروفة أيضًا باسم Perseus A، وهي منطقة مدعومة بثقب أسود فائق الكتلة، وذلك باستخدام تلسكوب Event Horizon (EHT). أنتجت EHT، وهي مجموعة عالمية من أطباق الراديو المترابطة، الصور الأولى للثقب الأسود الذي رأته البشرية على الإطلاق.
بيرسيوس A، مصدر قوي لموجات الراديو، يتوافق مع مركز المجرة النشطة NGC 1275، والتي هي في حد ذاتها المجرة المركزية في العنقود الفائق برشاوس، والتي تقع على بعد 230 مليون سنة ضوئية من الأرض. يبدو هذا وكأنه مسافة هائلة، لكنه يجعل الجسم المرصود حديثًا واحدًا من أقرب الثقوب السوداء فائقة الكتلة إلى كوكبنا.
متعلق ب: الثقب الأسود مصاص الدماء هو “مسرع الجسيمات الكونية” الذي قد يحل لغزًا طويل الأمد في علم الفلك
“إن المجرة الراديوية 3C 84 مثيرة للاهتمام بشكل خاص للتحديات التي تمثلها في اكتشاف وقياس استقطاب الضوء بالقرب من ثقبها الأسود بدقة”، كما يقول عضو فريق الدراسة جاي يونج كيم، الأستاذ المشارك في الفيزياء الفلكية في جامعة كيونجبوك الوطنية في كوريا الجنوبية. قال في بيان. “إن قدرة EHT الاستثنائية على اختراق الغاز الكثيف بين النجوم تمثل تقدمًا رائدًا في المراقبة الدقيقة للمنطقة المجاورة للثقوب السوداء.”
المغناطيسية مقابل الجاذبية: أي قوة تفوز؟
لا تمثل ملاحظات Perseus A الجديدة المرة الأولى التي يقوم فيها EHT بالتحقيق في المغناطيسية القوية أو الجاذبية لثقب أسود فائق الكتلة، وهما اثنتين من القوى الأساسية الأربع في الكون.
وبعد أن قام التلسكوب بتصوير الثقب الأسود الهائل لأول مرة في قلب المجرة ميسييه 87 (M87)، قام أيضًا بتصوير استقطاب الضوء حول هذا الثقب الأسود، الذي يبلغ حجمه 6.5 مليار شمس.
كشف هذا العمل عن تفاصيل المجالات المغناطيسية المستقطبة حول الثقب الأسود المركزي لـ M87. وفي البحث الجديد، لاحظ EHT الاستقطاب حول ثقب أسود برشاوس، مما يشير إلى وجود مجال مغناطيسي منظم جيدًا في المنطقة المجاورة مباشرة له.
وتظهر هذه المجالات المغناطيسية قوتها من خلال التغلب على الجاذبية الهائلة للثقب الأسود في المجرة الراديوية 3C 84، والتي تقدر كتلتها بـ 40 مليون مرة كتلة الشمس، لإطلاق الطائرات النفاثة بسرعات عالية.
وقال قائد الفريق جورجيوس فيليبوس باراشوس، من معهد ماكس بلانك لعلم الفلك الراديوي (MPIfR) في ألمانيا: “إلى جانب تقديم الصور الأولى للثقوب السوداء، فإن EHT مناسب للغاية لمراقبة نفاثات البلازما الفيزيائية الفلكية وتفاعلها مع المجالات المغناطيسية القوية”. “تقدم النتائج الجديدة التي توصلنا إليها دليلا جديدا على أن المجال المغناطيسي المنظم يمتد في جميع أنحاء الغاز الساخن الذي يغلف الثقب الأسود.”
عندما تسقط المادة باتجاه الثقب الأسود، فإنها تشكل “قرصًا تراكميًا” حول الجسم الممغنط بقوة. عندما يدور هذا القرص، تلتوي خطوط المجال المغناطيسي بداخله، وتصبح ملفوفة بإحكام، مما يمنع إطلاق الطاقة المغناطيسية بكفاءة.
تشير ملاحظات EHT للثقب الأسود فائق الكتلة Perseus A الذي يدور بسرعة و”القرص الموقوف مغناطيسيًا” المحيط به إلى أن السرعة التي يدور بها الثقب الأسود يمكن أن ترتبط بقدرته على إطلاق نفاثات.
وهذا يعني أنه على الرغم من أن هذه النفاثات تمثل فوز المغناطيسية على الجاذبية، إلا أنها يمكن أن تحصل على المساعدة في شكل “تدخل خارجي” من الزخم الزاوي. إن إجراء بحث أعمق وتطبيق نظرية الجاذبية العامة التي وضعها أينشتاين عام 1915، قد يساعد في تحديد ما إذا كان هذا هو الحال أم لا.
وقال ماسيك ويلجوس، الباحث في MPIfR: “لماذا تعد الثقوب السوداء جيدة جدًا في إنتاج نفاثات قوية؟ هذا أحد أكثر الأسئلة الرائعة في الفيزياء الفلكية”. “نتوقع أن التأثيرات النسبية العامة التي تحدث فوق أفق حدث الثقب الأسود مباشرةً قد تكون المفتاح للإجابة على هذا السؤال. مثل هذه الملاحظات عالية الدقة تمهد الطريق أخيرًا نحو التحقق الرصدي.”
متعلق ب: تلسكوب أفق الحدث: دليل كامل
قصص ذات الصلة:
– يُطلق الثقب الأسود العملاق للمجرة M87 نفاثات بسرعة الضوء تقريبًا
– كيف يبحث تلسكوب أفق الحدث عن الصور الظلية للثقوب السوداء
– أول ثقب أسود تم تصويره على الإطلاق من قبل البشر يحتوي على مجالات مغناطيسية ملتوية والعلماء يشعرون بسعادة غامرة
تمكن EHT من إجراء ملاحظاته المتعمقة لهذا الثقب الأسود ونفاثاته باستخدام تقنية تسمى قياس التداخل الأساسي الطويل جدًا (VLBI)، والتي تسمح بإنشاء صورة عن طريق جمع الإشارات من العديد من عمليات رصد التلسكوب لنفس الجسم. . يتكون EHT من مجموعة من التلسكوبات الفردية في جميع أنحاء العالم والتي تجتمع معًا لتكوين أداة واحدة بحجم الأرض.
وقال أنطون زينسوس، مدير MPIfR ورئيس قسم أبحاث علم الفلك الراديوي/VLBI: “نحن متحمسون للغاية، لأن هذه النتائج تعد خطوة مهمة نحو فهم المجرات مثل 3C 84”. “بالتعاون مع شركائنا الدوليين، نسعى جاهدين لتحسين قدرات Event Horizon Telescope لتمكين رؤية أكثر تفصيلاً حول تكوين النفاثات حول الثقوب السوداء.”
نُشر بحث الفريق على الإنترنت يوم الخميس (1 فبراير) في مجلة علم الفلك والفيزياء الفلكية.