إنها أول ملاحظة مباشرة تؤكد وجود الثقب الأسود ، المعروف باسم القوس A * ، باعتباره القلب النابض لمجرة درب التبانة.
لا تصدر الثقوب السوداء ضوءًا ، لكن الصورة تُظهر ظل الثقب الأسود المحاط بحلقة ساطعة ، ينحني الضوء بفعل جاذبية الثقب الأسود. قال علماء الفلك إن الثقب الأسود أكبر بأربعة ملايين مرة من شمسنا.
مايكل جونسون ، عالم الفيزياء الفلكية في مركز الفيزياء الفلكية: “على مدى عقود ، تساءل علماء الفلك عما يكمن في قلب مجرتنا ، وجذب النجوم إلى مدارات ضيقة من خلال جاذبيتها الهائلة” | هارفارد وسميثسونيان ، في بيان.
“باستخدام صورة (Event Horizon Telescope أو EHT) ، قمنا بالتكبير بألف مرة أقرب من هذه المدارات ، حيث تنمو الجاذبية أقوى مليون مرة. في هذا النطاق القريب ، يسرع الثقب الأسود المادة ليقترب من سرعة الضوء وتثني مسارات الفوتونات في (الزمكان) الملتوي “.
يبعد الثقب الأسود عن الأرض حوالي 27000 سنة ضوئية. يقع نظامنا الشمسي في أحد الأذرع الحلزونية لمجرة درب التبانة ، ولهذا السبب نحن بعيدون جدًا عن مركز المجرة. إذا تمكنا من رؤية هذا في سماء الليل ، فسيبدو الثقب الأسود بنفس حجم دونات جالس على القمر.
قال عالم مشروع EHT جيفري باور من معهد علم الفلك والفيزياء الفلكية ، أكاديميا سينيكا ، تايبيه ، في بيان: “لقد أذهلنا مدى توافق حجم الحلقة مع التوقعات من نظرية النسبية العامة لأينشتاين”.
“لقد حسنت هذه الملاحظات غير المسبوقة بشكل كبير فهمنا لما يحدث في (مركز) مجرتنا ، وتقدم رؤى جديدة حول كيفية تفاعل هذه الثقوب السوداء العملاقة مع محيطها.”
البحث عن الثقب الأسود
لقد استغرق علماء الفلك خمس سنوات لالتقاط وتأكيد هذه الصورة والاكتشاف. في السابق ، لاحظ العلماء وجود نجوم تدور حول بعض الأجسام الضخمة غير المرئية في مركز المجرة.
راميش نارايان ، عالم الفيزياء الفلكية النظرية في مركز الفيزياء الفلكية: “نرى الآن أن الثقب الأسود يبتلع الغاز والضوء القريبين ، ويسحبهما إلى حفرة لا قاع لها” | هارفارد وسميثسونيان ، في بيان. “تؤكد هذه الصورة عقودًا من العمل النظري لفهم كيفية تأكل الثقوب السوداء.”
أصبح هذا الاكتشاف ممكنًا من قبل أكثر من 300 باحث من 80 مؤسسة يعملون مع شبكة من ثمانية تلسكوبات راديوية مختلفة حول العالم تشكل تلسكوب أفق الحدث.
تمت تسمية التلسكوب على اسم “أفق الحدث” ، وهي النقطة التي لا يمكن للضوء أن يهرب عندها من الثقب الأسود. تشكل شبكة التلسكوب العالمية هذه بشكل أساسي تلسكوبًا افتراضيًا واحدًا “بحجم الأرض” عندما يتم ربط الثمانية جميعًا والمراقبة جنبًا إلى جنب.
بينما تبدو الصورتان متشابهتين ، فإن القوس A * أصغر بأكثر من 1000 مرة من M87 *.
قالت سيرا ماركوف ، الرئيسة المشاركة لمجلس العلوم EHT وأستاذة الفيزياء الفلكية النظرية في المعهد: “لدينا نوعان مختلفان تمامًا من المجرات وكتلتان مختلفتان تمامًا من الثقوب السوداء ، ولكن بالقرب من حافة هذه الثقوب السوداء تبدو متشابهة بشكل مذهل”. جامعة أمستردام في بيان.
“يخبرنا هذا أن (نظرية أينشتاين عن) النسبية العامة تحكم هذه الأشياء عن قرب ، وأي اختلافات نراها بعيدًا يجب أن تكون بسبب الاختلافات في المواد التي تحيط بالثقوب السوداء.”
التقاط صورة مستحيلة
على الرغم من أن الثقب الأسود لمجرة درب التبانة أقرب إلى الأرض ، إلا أنه كان من الصعب تصويره.
“يتحرك الغاز الموجود بالقرب من الثقوب السوداء بنفس السرعة – تقريبًا بنفس سرعة الضوء – حول كل من Sgr A * و M87 *” ، وفقًا لعالم EHT Chi-kwan Chan في مرصد ستيوارد وقسم علم الفلك و وقال معهد علوم البيانات التابع لجامعة أريزونا في بيان.
“ولكن عندما يستغرق الغاز أيامًا إلى أسابيع للدوران حول M87 * الأكبر ، فإنه في Sgr A * الأصغر بكثير يكمل مدارًا في دقائق معدودة. وهذا يعني أن سطوع ونمط الغاز حول Sgr A * كانا يتغيران بسرعة مع تعاون EHT كان يراقبه – يشبه إلى حد ما محاولة التقاط صورة واضحة لجرو يطارد ذيله بسرعة “.
كان على الشبكة العالمية لعلماء الفلك تطوير أدوات جديدة للسماح بالحركة السريعة للغاز حول القوس A *. الصورة الناتجة هي متوسط الصور المختلفة التي التقطها الفريق. كان التقاط صورة Sagittarius A * بمثابة التقاط صورة لحبة ملح في مدينة نيويورك باستخدام كاميرا في لوس أنجلوس ، وفقًا لباحثي معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا.
“هذه الصورة من Event Horizon Telescope تتطلب أكثر من مجرد التقاط صورة من التلسكوبات على قمم الجبال العالية. إنها نتاج كل من ملاحظات التلسكوب الصعبة تقنيًا والخوارزميات الحسابية المبتكرة” ، هكذا قالت كاثرين بومان ، باحثة في روزنبرغ وأستاذة مساعدة في علوم الحوسبة والرياضيات ، الهندسة الكهربائية وعلم الفلك في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا ، خلال مؤتمر صحفي.
تم دفع كل تلسكوب إلى أقصى حد له ، وهو ما يسمى حد الانعراج ، أو الحد الأقصى من الميزات الدقيقة التي يمكن أن يراها.
قال جونسون في المؤتمر الصحفي “وهذا هو المستوى الذي نراه هنا بشكل أساسي”. “إنه غير واضح لأنه لجعل الصورة أكثر وضوحًا ، نحتاج إلى تحريك تلسكوباتنا بعيدًا أو الانتقال إلى ترددات أعلى.”
في الأفق
إن الحصول على صور لثقبين أسودين مختلفين تمامًا سيسمح لعلماء الفلك بتحديد أوجه التشابه والاختلاف بينهما وفهم أفضل لكيفية تصرف الغاز حول الثقوب السوداء الهائلة ، مما قد يساهم في تكوين المجرات وتطورها. يُعتقد أن الثقوب السوداء توجد في مركز معظم المجرات ، وتعمل كمحرك لها.
وفي الوقت نفسه ، يعمل فريق EHT على توسيع شبكة التلسكوب وإجراء ترقيات يمكن أن تؤدي إلى المزيد من الصور المذهلة وحتى الأفلام للثقوب السوداء في المستقبل.
يمكن أن يُظهر التقاط الثقب الأسود أثناء الحركة كيف يتغير بمرور الوقت وما يفعله الغاز أثناء دورانه حول الثقب الأسود. يعمل بومان وعضو EHT أنطونيو فوينتس ، الذي سينضم إلى معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا كباحث ما بعد الدكتوراه في أكتوبر ، على تطوير طرق تسمح لهما بربط صور الثقب الأسود معًا لتعكس هذه الحركة.
قالت فريال أوزيل ، عضو مجلس العلوم EHT وأستاذ علم الفلك والفيزياء والعميد المشارك للبحوث في جامعة أريزونا ، إن هذه “الصورة المباشرة الأولى للعملاق اللطيف في مركز مجرتنا” هي مجرد البداية. المؤتمر الصحفي.
وقال مدير مؤسسة العلوم الوطنية سيثورامان بانشاناثان في بيان: “هذه الصورة هي شهادة على ما يمكننا تحقيقه ، عندما نجمع أذهاننا كمجتمع بحثي عالمي معًا لجعل ما يبدو مستحيلًا وممكنًا”. “اللغة والقارات وحتى المجرة لا يمكنها أن تقف في طريق ما يمكن للبشرية أن تحققه عندما نجتمع معًا من أجل الصالح العام للجميع.”
“هواة الإنترنت المتواضعين بشكل يثير الغضب. مثيري الشغب فخور. عاشق الويب. رجل أعمال. محامي الموسيقى الحائز على جوائز.”
