الأحد, يوليو 21, 2024

العلماء يلتقطون أول صورة لانفجار نفاث من حافة الثقب الأسود: Science Alert

تقدم الصور الجديدة للثقب الأكثر ضوئيًا في الكون نظرة ثاقبة لسلوك الثقب الأسود الغامض.

لأول مرة ، نرى مصدرًا نفاثًا هائلاً للبلازما تنفجر في الفضاء من حافة الثقب الأسود الهائل M87 *. إنها المرة الأولى التي يُرى فيها ظل الثقب الأسود ونفاثه معًا في صورة واحدة ، وهو مشهد يمكن أن يساعد علماء الفلك في معرفة كيفية تشكل هذه التدفقات العملاقة من البلازما.

“نحن نعلم أن النفاثات تنطلق من المنطقة المحيطة بالثقوب السوداء”. يقول عالم الفلك رو تشن لو من مرصد شنغهاي الفلكي في الصين ، “لكننا ما زلنا لا نفهم تمامًا كيف يحدث هذا بالفعل. لدراسته مباشرة ، نحتاج إلى مراقبة أصل الطائرة في أقرب مكان ممكن من الثقب الأسود.”

تكشف الصورة الجديدة عن الجيل النفاث والظل والحلقة حول الثقب الأسود (داخلي). (R.-S. Lu / SHAO ، E. Ros / MPIfR ، S. Dagnello / NRAO / AUI / NSF)

تشتهر الثقوب السوداء ، كما نعلم جميعًا ، بعدم إصدار أي شيء يمكننا اكتشافه. إنها كثيفة للغاية بحيث يصبح الزمكان بشكل فعال كرة مغلقة حولها ، بحيث لا توجد سرعة في الكون كافية لتحقيق سرعة الهروب. لكن الفضاء خارج حدود تلك الكرة – ما نسميه أفق الحدث – هو أمر مختلف.

هنا جزء من القمة حيث تهيمن الجاذبية. يتم التقاط أي مادة قريبة في شبكتها وتدور في قرص من المادة يصب مثل الماء في البالوعة على الثقب الأسود. يؤدي الاحتكاك والجاذبية إلى تسخين هذه المادة ، مما يؤدي إلى توهجها ؛ هذا ما رأيناه في الصورة الشهيرة الآن لـ M87 * ، والتي تم إصدارها لأول مرة في عام 2019 من البيانات التي تم جمعها بواسطة Event Horizon Telescope في عام 2017.EHT) معاً.

ولكن لا ترسم كل الأشياء حتمًا وراء أفق الحدث. يعبر بعضها الحافة قبل إطلاقها من المناطق القطبية للثقب الأسود إلى الفضاء ، لتشكيل نفاثات يمكنها السفر بنسبة كبيرة من سرعة الضوء وتثقب مسافات شاسعة في الفضاء بين النجوم.

READ  يمكن أن تؤدي ممارسة التمارين الرياضية بانتظام إلى تحسين فعالية لقاحات كوفيد

يعتقد علماء الفلك أن هذه المادة تنحرف عن الحافة الداخلية للقرص على طول خطوط المجال المغناطيسي خارج أفق الحدث. تعمل خطوط المجال المغناطيسي هذه على تسريع الجسيمات بحيث يتم دفعها إلى الفضاء بسرعات عالية عندما تصل إلى القطبين.

إنها سكتة دماغية واسعة. التفاصيل صعبة للغاية. نعلم أن هناك طائرة نفاثة تصل إلى M87 * 100،000 سنة ضوئية في الأطوال الموجية الراديوية ، هذا هو قطر مجرتنا. لذلك ، في عام 2018 ، بنى علماء الفلك مصفوفة MM-VLBI عالمية باستخدام تلسكوبات راديوية قوية (GMVA) لمعرفة ما إذا كان بإمكانهم التقاط المنطقة التي يتم إطلاق الطائرات فيها بالتفصيل. يقوم بجمع البيانات ذات الطول الموجي الأطول من EHT ، مما يكشف عن معلومات مختلفة.

“تمت ملاحظة M87 منذ عقود ، ونعلم أن الطائرة كانت موجودة قبل 100 عام ، لكن لم نتمكن من وضعها في سياقها.” يقول لو. “مع GMVA ، نلاحظ ترددًا أقل ، بما في ذلك الأدوات الأساسية في NRAO و GBO ، لذلك نحن نبحث في مزيد من التفاصيل – والآن نعلم أن هناك المزيد من التفاصيل التي يجب النظر إليها.”

أ رسم تخطيطي يوضح الهياكل مرتبط بثقب أسود نشط. (ESO)

تقع المجرة M87 على بعد حوالي 55 مليون سنة ضوئية ، وتستضيف ثقبًا أسود هائلاً كتلته 6.5 مليار مرة كتلة الشمس ، وتجمع المواد من القرص المحيط بها. أظهرت الصورة التي تم التقاطها بواسطة EHT ، لأول مرة ، ظل الثقب الأسود – منطقة مظلمة في منتصف حلقة متوهجة ، مشوهة بالتواء الجاذبية للزمكان.

تُظهر الصورة الجديدة مساحة أوسع من صورة EHT. يكشف هذا أن حجم البلازما حول M87 * ، بصرف النظر عن مصدر التدفق ، أكبر بكثير مما نراه في صورة EHT.

READ  المريخ: قد تشير الضوضاء التي اكتشفها مسبار إنسايت التابع لناسا إلى وجود كوكب به نشاط بركاني

“كشف تصوير EHT الأصلي عن جزء فقط من قرص التراكم حول مركز الثقب الأسود. من خلال تغيير أطوال موجات المراقبة من 1.3 ملم إلى 3.5 ملم ، يمكننا رؤية المزيد من قرص التنامي والآن الطائرة النفاثة في نفس المكان. الوقت ، ” يقول عالم الفلك توني مينتر المرصد الوطني لعلم الفلك الراديوي. “كشف هذا أن الحلقة حول الثقب الأسود أكبر بنسبة 50 في المائة مما كنا نعتقد في السابق.”

كشفت الصورة الجديدة أيضًا عن معلومات جديدة حول كيفية إطلاق النفاثات من منطقة الفضاء حول الثقب الأسود ، مما يؤكد أن خطوط المجال المغناطيسي تلعب بالفعل دورًا في كنس المواد التي يتم إطلاقها في الطائرات.

لكنهم لا يتصرفون بمفردهم. أ رياح قوية ينبثق من القرص ، والإشعاع مدفوع بالضغط. يوضح الشكل أن هذه الرياح تساهم في تشكيل طائرة M87.

هذا تقدم مهم للغاية في علم الثقب الأسود ، لكن الباحثين لم ينتهوا. هناك الكثير مما يمكن رؤيته عبر الطيف الراديوي بأكمله ، وقد أثبت M87 * قدرته على تقديمه.

“نخطط لرصد المنطقة المحيطة بالثقب الأسود في مركز M87 بأطوال موجات راديوية مختلفة لدراسة انبعاث الطائرة النفاثة بشكل أكبر.” يقول عالم الفلك إدواردو روز من معهد ماكس بلانك لعلم الفلك الراديوي في ألمانيا. “ستكون السنوات القادمة مثيرة لأننا نتعلم المزيد حول ما يحدث بالقرب من الأجزاء الأكثر غموضًا في الكون.”

نشرت في الأطروحة طبيعة.

أحدث الأخبار
أخبار ذات صلة