فيديو جديد يضع صورة أيقونية للثقب الأسود في سياق كوني

قبل عامين ، حصل علماء الفلك على أول صورة مباشرة لثقب أسود. تضيف حملة المراقبة المنسقة لهذا الكائن الآن إلى فهمنا لهذا الثقب الأسود ومحيطه المضطرب.

يقع هذا الثقب الأسود الهائل في قلب المجرة البيضاوية M87 ، ويحمل كتلة 6.5 مليار شمس. في أبريل 2019 ، أصدر Event Horizon Telescope (EHT) Collaboration أ صورة مباشرة لهذا الكائن، فيما كان إنجازًا لا مثيل له لعلماء الفلك.

حقق فهمنا للثقب الأسود M87 قفزة كبيرة إلى الأمام بسبب حملة المراقبة واسعة النطاق متعددة الأطوال الموجية للكائن ، تفاصيل والتي تظهر الآن في مجلة Astrophysical Journal Letters. جرت هذه الحملة الضخمة في الفترة من أبريل إلى مارس 2017 ، وشارك فيها 760 عالماً من حوالي 200 مؤسسة حول العالم.

قال خوان كارلوس ألجابا ، عالم الفلك من جامعة مالايا في كوالالمبور ، ماليزيا ، في ناسا JPL: “تتضمن هذه المجموعة المذهلة من الملاحظات العديد من أفضل التلسكوبات في العالم”. خبر صحفى. “هذا مثال رائع لعلماء الفلك حول العالم يعملون معًا في السعي وراء العلم.”

تم استخدام ما مجموعه 19 مرصدًا مختلفًا خلال الحملة ، بما في ذلك تلسكوب هابل الفضائي ، ومرصد شاندرا للأشعة السينية ، ومرصد نيل جيريلز سويفت ، وتلسكوب فيرمي لأشعة جاما الفضائي. قامت هذه المراصد معًا بمسح كامل الطيف الكهرومغناطيسي ، وقدمت ملاحظات للثقب الأسود M87 في موجات الراديو ، والضوء المرئي ، والأشعة السينية ، وأشعة جاما.

أوضح كازوهيرو هادا ، مؤلف مشارك في الدراسة وعالم فلك في المرصد الفلكي الوطني في اليابان ، في بيان ناسا: “كنا نعلم أن أول صورة مباشرة للثقب الأسود ستكون رائدة”. “ولكن لتحقيق أقصى استفادة من هذه الصورة الرائعة ، نحتاج إلى معرفة كل ما يمكننا معرفته عن سلوك الثقب الأسود في ذلك الوقت من خلال المراقبة على كامل الطيف الكهرومغناطيسي.”

مرافق فيديو يعرض قوة هذا النهج متعدد الأطوال الموجية. يبدأ الفيديو بالصورة الأيقونية الآن للثقب الأسود M87 ، ويتم تكبيره ببطء لفضح المشهد بأكمله في السياق. يظهر المقياس بالسنوات الضوئية ، ويحصل كل مرصد على الفضل في مساهمته الخاصة. كما يتم عرض مقارنات جنبًا إلى جنب ، مما يكشف عن مناظر للثقب الأسود كما تم تصويره في موجات الراديو والضوء المرئي والأشعة السينية. يُظهر الجزء الأخير من الفيديو الثقب الأسود ونفاثاته في أشعة جاما ، كما يراها تلسكوب فيرمي.

تعتبر الطائرة النفاثة عالية السرعة ميزة مدهشة لهذا والعديد من الثقوب السوداء فائقة الكتلة. هذه النفاثات هي نتيجة قوى الجاذبية الهائلة المتضمنة ، وهي تتحرك بسرعات تقترب من سرعة الضوء.

تنتج هذه النفاثات شدة متفاوتة من الضوء عبر الطيف بأكمله ، ويحرص العلماء على دراسة الأنماط المعقدة فيها ، لأنها تشير إلى دوران الثقب الأسود ، ومخرجات الطاقة ، وخصائص أخرى. لكن هذه ليست مهمة بسيطة ، لأن هذه المتغيرات تتغير باستمرار بمرور الوقت. كان البحث الجديد ، من خلال حملته المنسقة ، محاولة للتغلب على هذا القيد والتقاط لقطة متعددة الأطوال الموجية للثقب الأسود باستخدام البيانات التي تم التقاطها بواسطة جميع هذه المراصد في نفس الوقت تقريبًا. وبالفعل ، تعد هذه الآن “أكبر حملة مراقبة متزامنة على الإطلاق على ثقب أسود فائق الضخامة بطائرات” ، وفقًا لوكالة ناسا.

يمكن أن تحسن النتائج اختبارات نظرية النسبية العامة لأينشتاين وتوفر فهمًا أفضل للنفاثات وارتباطها المحتمل بالأشعة الكونية.

قالت سيرا ماركوف ، مؤلفة مشاركة في الدراسة وعالمة فلك من جامعة أمستردام ، “إن فهم تسارع الجسيمات أمر أساسي حقًا لفهمنا لكل من صورة EHT وكذلك الطائرات ، بكل ألوانها”. في البيان الصحفي. هذه النفاثات قادرة على نقل الطاقة التي يطلقها الثقب الأسود إلى نطاقات أكبر من المجرة المضيفة ، مثل سلك طاقة ضخم. ستساعدنا نتائجنا في حساب مقدار الطاقة المنقولة ، وتأثير نفاثات الثقب الأسود على بيئته “.

هناك حاجة إلى مزيد من الملاحظات ، ولكن الخبر السار هو أن EHT بدأ حملة مراقبة جديدة هذا الأسبوع. ومن المثير للاهتمام أن الحملة الجديدة ستكون أكبر من ذلك ، حيث إنها تشمل الآن تلسكوب قمة كيت في أريزونا ، و NOrthern Extended Millimeter Array (NOEMA) في فرنسا وتلسكوب جرينلاند.

من المحتمل ألا تكون نتائج حملة المراقبة 2021 متاحة لفترة من الوقت ، لكن لا يمكننا الانتظار لرؤية النتيجة ، بما في ذلك كيف تغير الثقب الأسود M87 خلال السنوات الأربع الماضية.

المزيد: في مارس 2021 ، أنشأ علماء الفلك صورة لخطوط المجال المغناطيسي للثقب الأسود M87 لأول مرة.