يدور الثقب الأسود الهائل الموجود في مركز مجرتنا بسرعة كبيرة جدًا، مما يؤدي إلى تشويه الزمكان ويأخذ شكل كرة القدم.
يقع الثقب الأسود، المسمى Sagittarius A* (Sgr A*)، على بعد 26670 سنة ضوئية (32.2 مليون ميل) من الأرض.
يجمع الزمكان بين أبعاد الفضاء الثلاثة والبعد الرابع للزمن، وعندما يتم تسريعه، فإنه يعمل مثل الترامبولين العملاق، ينحني حول الثقب الأسود ويسحقه حتى يأخذ شكلًا بيضاويًا أكثر.
تم استخدام البيانات من مرصد شاندرا للأشعة السينية التابع لناسا ومصفوفة كارل جي جانسكي الكبيرة جدًا (VLA) التابعة لمؤسسة العلوم الوطنية للكشف عن الكتلة المقدرة للثقب الأسود وقياس مدى سرعة دورانه.
أصدرت وكالة ناسا رسمًا توضيحيًا يظهر المقطع العرضي للثقب الأسود الهائل على شكل كرة القدم والمحاط بمواد دوامية.
استخدم الباحثون طريقة جديدة تسمى “طريقة التدفق الخارجي” التي نظرت في بيانات الأشعة السينية والراديو والنتائج المجمعة من مرصد شاندرا للأشعة السينية التابع لناسا ومصفوفة كارل جي جانسكي الكبيرة جدًا (VLA) التابعة لمؤسسة العلوم الوطنية.
وكشفت طريقة التدفق الخارجي لأول مرة عن تقدير أكثر دقة لكتلة الثقب الأسود ومدى سرعة دورانه.
تحدد طريقة التدفق الخارجي العلاقة بين مدى سرعة دوران الثقب الأسود وكتلته، وخصائص المادة الموجودة بالقرب من الثقب الأسود، وخصائص تدفقه إلى الخارج.
ينتج التدفق الخارجي الموازي – الجسيمات المنبعثة من الثقب الأسود – موجات راديو، ويكون قرص الغاز الذي يحيط بالثقب الأسود مسؤولاً عن انبعاث الأشعة السينية.
وجد الباحثون أن SGR A* يدور بسرعة زاوية – وهي السرعة التي يدور بها الجسم – والتي تبلغ حوالي 60% من أقصى قيمة ممكنة وبزخم زاوي قدره 90%، وفقًا لدراستهم المنشورة في Oxford Academic.
أحد الأمثلة على الزخم الزاوي هو عندما يقوم المتزلج بتقريب أذرعه وأرجله من جسمه أثناء الدوران، مما يؤدي إلى دورانه بشكل أسرع مع الحفاظ على نفس الزخم.
يدور Sgr A* بسرعة زاوية قدرها 60 بالمائة من الحد الأقصى و90 بالمائة من الزخم الزاوي
وأوضحت ناسا أن “الثقوب السوداء لها خاصيتان أساسيتان: كتلتها (كمية وزنها) ودورانها (مدى سرعة دورانها).”
“إن تحديد أي من هاتين القيمتين يخبر العلماء بالكثير عن أي ثقب أسود وكيف يتصرف.”
أصدرت وكالة ناسا رسمًا توضيحيًا يوضح المقطع العرضي للثقب الأسود الهائل على شكل كرة القدم والمحاط بمواد دوامية.
تمثل الكرة السوداء الموجودة في وسط الرسم التوضيحي أفق الحدث، وهي منطقة لا يمكن لأي شيء الهروب منها، ولا حتى الضوء.
“بالنظر إلى الثقب الأسود الدوار من الجانب، كما هو موضح في هذا الرسم التوضيحي، فإن الزمكان المحيط به يتشكل مثل كرة القدم. وقالت ناسا: “كلما زادت سرعة الدوران، أصبحت كرة القدم أكثر تملقًا”.
في الماضي، قدر علماء الفلك سرعة دوران Sgr A* لكنهم أفادوا أن الثقب الأسود الهائل إما لم يكن يدور على الإطلاق أو أنه كان يدور بمعدل أقصى يبلغ 186000 ميل (300000 كم) في الثانية تقريبًا.
وقالت روث دالي من جامعة ولاية بنسلفانيا، وهي المؤلفة الرئيسية للدراسة: “قد يساعد عملنا في حل مسألة مدى سرعة دوران الثقب الأسود الهائل في مجرتنا”.
“تشير نتائجنا إلى أن القوس A* يدور بسرعة كبيرة، وهو أمر مثير للاهتمام وله آثار بعيدة المدى.”
يوجد ثقب أسود هائل في مركز كل مجرة، حيث تبلغ كتلته كتلة الشمس بمئات الآلاف إلى مليارات المرات.
وفقًا لوكالة ناسا، تبلغ كتلة الثقب الأسود الهائل الموجود في مجرة درب التبانة، Sgr A*، أربعة ملايين ضعف كتلة الشمس.
اكتشاف ثقب أسود هائل تبلغ كتلته 30 مليار مرة كتلة شمسنا
اكتشف علماء الفلك ثقبًا أسود هائلًا يعد الأكبر من نوعه الذي تم اكتشافه ويبلغ حجمه 8000 مرة حجم Sgr A*
وقال بيني سيباستيان، المؤلف المشارك من جامعة مانيتوبا في وينيبيج، كندا: “الثقب الأسود الدوار يشبه الصاروخ على منصة الإطلاق”.
“بمجرد أن تقترب المادة بما فيه الكفاية، يبدو الأمر كما لو أن شخصًا ما قد قام بتزويد الصاروخ بالوقود وضغط على زر” الإطلاق “.”
ما مدى سرعة دوران الثقب الأسود التي يمكن أن توفر مصدرًا مهمًا للطاقة من خلال إنتاج تدفقات خارجية موازية، لكن الباحثين كشفوا أنه إذا تغيرت خصائص المادة وقوة المجال المغناطيسي بالقرب من القوس A*، فإن دوران الثقب الأسود يمكن أن يدفع المزيد تدفقات خارجية قوية.
يمكن أن تنبعث المادة من الغاز أو من البقايا المنبعثة من انفجار نجم إذا اقترب كثيرًا من الثقب الأسود.
وقال المؤلف المشارك أنان لو من جامعة ماكجيل في مونتريال، كندا: “لدينا رؤية خاصة للقوس A* لأنه أقرب ثقب أسود هائل إلينا”.
“على الرغم من أن الجو هادئ الآن، إلا أن عملنا يظهر أنه في المستقبل سيعطي دفعة قوية بشكل لا يصدق للمادة المحيطة به.
“قد يحدث ذلك خلال ألف أو مليون سنة، أو يمكن أن يحدث في حياتنا.”