اشترك في النشرة الإخبارية لنظرية Wonder's Wonder Science. استكشف الكون بأخبار عن الاكتشافات الرائعة والتقدم العلمي والمزيد.
قام علماء الفلك الذين يستخدمون تلسكوب جيمس ويب للفضاء بالتجول في مشاعل ديناميكية من الضوء بالقرب من الثقب الأسود الفائق في وسط مجرة درب التبانة. تتضمن الشاشة المستمرة والسريعة الإطلاق السريع ثوانٍ قصيرة ومضاعفة أطول ومشرقة من الضوء على أساس يومي.
تميزت ملاحظات Webb الأطول والأكثر تفصيلًا التي تمكن الباحثون من تحقيقها حول الثقب الأسود المركزي في Milky Way ، المسمى Sagittarius A*، بناءً على أدلة سابقة على نشاطها النشط للغاية.
في حين أن الثقوب السوداء غير مرئية ، فإن المشاعل التي تطلقها القرص الدوار للغاز الساخن والغبار ، أو قرص التراكم ، الذي يدور حول القوس A* يشبه الروعة النارية. تم نشر دراسة تصف النتائج يوم الثلاثاء في خطابات المجلة الفيزيائية الفلكية.
يعتقد علماء الفلك أن المشاعل تأتي من الحافة الداخلية لقرص التراكم خارج أفق حدث الثقب الأسود ، أو المنطقة المحيطة بمثابة ثقب أسود حيث يكون سحب الجاذبية قويًا لدرجة أنه لا يمكن للضوء حتى الهروب ، وفقًا لوكالة ناسا.
وقال مؤلف الدراسة الرئيسي في كلية وينبرغ للفنون والعلوم في بيان “في بياناتنا ، رأينا باستمرار يتغير ، سطوع الفقاعات”. “ثم بوم! ظهرت انفجار كبير من السطوع فجأة. ثم هدأ مرة أخرى. لم نتمكن من العثور على نمط في هذا النشاط. يبدو أنه عشوائي. كان ملف تعريف نشاط هذا الثقب الأسود جديدًا ومثيرًا في كل مرة نظرنا فيها إلى ذلك. “
يمكن أن تلقي الملاحظات الضوء على كيفية تصرف الثقوب السوداء والطرق التي تتغذى بها على محيطها.
مشاهدة الألعاب النارية السماوية
إن التأثير القوي والجاذبية للثقوب السوداء يسحب الغاز والغبار من أي جسم سماوي يتجول. يدور الغاز والغبار معًا بسرعات عالية ، مما يشكل قرص التراكم الذي يغذي الثقب الأسود. إن الحركة السريعة للمادة تسبب تسخينها ، وإطلاق الطاقة في شكل إشعاع وكذلك طائرات من المواد التي لا تجعلها في الثقب الأسود.
يمكن للإشعاع والطائرات تغيير الطريقة التي يتم بها توزيع الغاز في جميع أنحاء المجرات وتغذية تكوين النجوم ، وهذا هو السبب في اعتبار الثقوب السوداء الفائقة محركات عملاقة في مراكز المجرات.
لاحظ Yusef-Zadeh وزملاؤه القوس A*، الذي يطلق عليه أيضًا SGR A*، لمدة 48 ساعة على مدار عام واحد في زيادات من ثماني إلى 10 ساعات ، باستخدام كاميرا Webb القريبة من الأشعة تحت الحمراء لتتبع نشاط الثقب الأسود. تجسس الفريق من خمسة إلى ستة مشاعل كبيرة في اليوم بالإضافة إلى ومضات الضوء الأصغر بينهما.
وقال يوسف زاده: “من المتوقع أن تحدث المشاعل في جميع الثقوب السوداء الفائقة ، لكن ثقبنا الأسود فريد من نوعه”. “إنه دائمًا ما يكون ينهار مع النشاط ويبدو أنه لا يصل أبدًا إلى حالة مستقرة. لاحظنا الثقب الأسود عدة مرات طوال 2023 و 2024 ، ولاحظنا تغييرات في كل ملاحظة. لقد رأينا شيئًا مختلفًا في كل مرة ، وهو أمر رائع حقًا.“
وقال يوسف زاده إن تباين نشاط الثقب الأسود بسبب الطبيعة العشوائية للمادة المتدفقة إلى قرص التراكم.
يعتقد الفريق أن الانفجارات القصيرة للضوء يتم إنشاؤها بواسطة تقلبات بسيطة ومضطربة داخل قرص التراكم الذي يمكن أن يضغط على الغاز الساخن النشط يسمى البلازما ويسبب وميض الإشعاع.
وقال يوسف زديه في بيان “إنه مشابه لكيفية تجمع المجال المغناطيسي للشمس معًا ويضغط ثم ينفجر في التوهج الشمسي”. “بالطبع ، فإن العمليات أكثر دراماتيكية لأن البيئة المحيطة بالثقب الأسود أكثر نشاطًا وأكثر تطرفًا”.
وفي الوقت نفسه ، قد تحدث مشاعل أطول وأكبر بسبب أحداث إعادة الاتصال المغناطيسية ، أو عندما تصطدم حقلان مختلفان مختلفان بالقرب من الثقب الأسود ويطلقون جزيئات نشطة تتحرك بالقرب من سرعة الضوء.
“إن حدث إعادة التوصيل المغناطيسي يشبه شرارة الكهرباء الثابتة ، والتي ، إلى حد ما ، هي أيضًا” إعادة توصيل كهربائي “.
“قوس قزح” للنشاط
مكنت إمكانيات Webb الفريق من مراقبة حرق الثقب الأسود عبر طوقين موجية مختلفة من الضوء في وقت واحد.
“لقد كان مثل) رؤية العالم بالألوان مقابل بالأبيض والأسود ، و (وجدنا) أقواس قزح” ، قال يوسيف زاده. “هذا يخبرك عن طبيعة النشاط المشتعلة والخصائص الفيزيائية لآلية الإشعاع ، والمجال المغناطيسي وكثافة المشاعل بشكل مباشر.”
وقال توان ، الأستاذ المساعد في قسم الفيزياء وعلم الفلك ونائب مدير مجموعة المركز المجرة في جامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس ، إن الملاحظات توفر نظرة أعمق على كيفية اختلاف نشاط الثقب الأسود في السطوع بمرور الوقت.
لم يشارك Do في هذه الدراسة ، لكنه أدى إلى أبحاث حول القوس* في الماضي ، بما في ذلك عندما عرض الثقب الأسود نشاطًا غير عادي في عام 2019.
وقال دو: “حصلت SGR A* على النصف تقريبًا في البيانات الجديدة كما شوهد في عام 2019 ، لذلك أعتقد أن 2019 لا يزال نشطًا بشكل غير عادي بالنسبة للثقب الأسود”. “الثقب الأسود وبيئته (يتغيرون دائمًا) على الرغم من أننا لا نكون متأكدين أبدًا مما سنصده! هذا هو ما يجعل ملاحظات مركز المجرة مثيرة للغاية ، على الرغم من أننا حددونا في هذه البقعة في السماء منذ عقود الآن. “
عندما لاحظ مؤلفو آخر دراسة الأطوال الموجية المختلفة للضوء من الثقب الأسود في وقت واحد ، أدركوا أن الطول الموجي الأقصر قد تغير في السطوع قبل الطول الموجي الأطول. اقترحت الملاحظة أنه عندما تدور الجزيئات حول خطوط المجال المغناطيسي ، فإنها تفقد الطاقة بسرعة أكبر.
وقد لوحظت التغييرات في السطوع في الأبحاث السابقة والبيانات التكميلية الحديثة من أداة متوسطة الأشعة تحت الحمراء على تلسكوب Webb وغيرها من المرصد.
“أعتقد أن الخطوة الكبيرة التالية هي محاولة توصيل مصادر البيانات المختلفة هذه معًا لتشكيل صورة أكمل لفيزياء البيئة حول الثقب الأسود الفائق” ، قال دو.
وقال مارك موريس ، أستاذ الأبحاث المتميز في قسم الفيزياء وعلم الفلك في جامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس ، إن الدراسة الجديدة تؤكد أيضًا أن الثقب الأسود لديه “تباين بدون توقف” ، كما لوحظ سابقًا. لم يشارك موريس في الدراسة الجديدة.
قال موريس عبر البريد الإلكتروني: “يرى علماء الفلك بالأشعة السينية دليلًا قويًا بشكل معقول على أنه في غضون مئات السنين الماضية ، كانت هناك حالة واحدة على الأقل ، وربما حالتان من التوهج الهائل”. أي شيء رأيناه في الربع الأخير من القرن الماضي كنا ندرس عن كثب SGR A*”.
ما الذي قد تسبب في هذه المشاعل؟ وقال موريس إن علماء الفلك لا يزالون لا يعرفون ، لكن من الممكن أن يلتزم الثقب الأسود بكوكب قبل بضع مئات من السنين.
عندما تطلق الشمس العواصف الشمسية ، يقلق العلماء لأن هذا النشاط يمكن أن يؤثر على نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) والاتصالات وشبكة الطاقة على الأرض. ولكن في 25000 سنة ضوئية ، فإن النشاط النشط والمتغير للغاية في الثقب الأسود المركزي في درب التبانة ليس مصدر قلق ، على حد قول موريس.
ومع ذلك ، فإن ملاحظات تلسكوب WebB تسمح للباحثين بفهم نوع “العواصف” التي يتم إنشاؤها عندما يتم ضغط المادة وتسخينها أثناء رسمها نحو الثقب الأسود.
وقال موريس: “إلى جانب الاهتمام الخالص بالألعاب النارية الأكثر إبهارًا التي يمكن أن ينتجها الكون ، يمكن أن يكون لهذه الألعاب النارية تأثير عميق على تطور المجرات التي هم فيها”. “يمكنهم استفزاز أو إعاقة تكوين النجوم على نطاقات كبيرة ، ويمكنهم إزالة الغاز وإزالة المجرات ، مما يجعلهم غير قادرين على تكوين النجوم.”
نظرة أطول
لا يعتقد مؤلفو الدراسة أن الثقب الأسود كان يعاني من ارتفاع غير عادي في النشاط ، لكنهم يريدون مراقبة القوس A* لمدة 24 ساعة دون انقطاع للتأكد.
“يمكننا أيضًا أن نرى ما إذا كانت هذه المشاعل تظهر دورية (أو تكرر نفسها) أو ما إذا كانت عشوائية حقًا” ، قال يوسيف زياده.
ما زال علماء الفلك لا يعرفون مدى سرعة الغزل في القوس A* لأنه يرفرف الأمر ، لكن الملاحظات الأطول يمكن أن توفر البيانات اللازمة للعثور على الإجابة.
في نهاية المطاف ، يمكن أن تساعد المزيد من البيانات من ملاحظات WebB لـ Sagittarius A* علماء الفلك على محاكاة كيفية تتصرف أقراص التراكم حول الثقوب السوداء ، بالإضافة إلى مقارنة سلوكيات الثقوب السوداء الأقل نشاطًا مع وجودها أكثر نشاطًا.
لمزيد من الأخبار والنشرات الإخبارية CNN قم بإنشاء حساب في CNN.com