أصدر العلماء صورة للثقب الأسود الهائل في قلب مجرتنا درب التبانة، معلنين أنها “علامة فارقة في علم الفلك”.
قام أكثر من 300 باحث من أفريقيا وآسيا وأوروبا وأمريكا الشمالية والجنوبية بإنشاء الصورة المذهلة باستخدام تلسكوب Event Horizon الذي كشف عن دوامات برتقالية كهربائية حول حافة برج القوس A* (Sgr A*).
شوهد القوس A* سابقًا في الصور، لكن الأخير هو أول من استخدم الضوء المستقطب الذي كشف عن مجالاته المغناطيسية – وقال علماء الفلك إنها تشبه عين سورون من فيلم Lord Of The Rings للمخرج جيه آر آر تولكين.
استخدم الفريق مرشحًا محددًا لمشاهدة المجالات المغناطيسية للثقب الأسود، مما يسمح لهم بمراقبة المجالات المغناطيسية القوية التي تلتف حول الغاز والمادة المحيطة.
يشبه الهيكل الملتوي للقوس A* هيكل الثقب الأسود الأول والوحيد الذي تم تصويره، ميسييه 87 (M87)، والذي يشير إلى أن جميع الثقوب السوداء تمتلك مجالات مغناطيسية قوية. – مفهوم يتحدى الدراسات السابقة.
تم التقاط الصورة الجديدة باستخدام الضوء المستقطب لأول مرة، والذي استخدم مرشحًا لعرض المجالات المغناطيسية للثقب الأسود والتي أظهرت كيفية تفاعله مع الغاز والمادة المحيطة به.
يشبه الهيكل الملتوي للقوس A* هيكل الثقب الأسود الأول والوحيد الذي تم تصويره، ميسييه 87 (في الصورة)، والذي يشير إلى أن جميع الثقوب السوداء تمتلك مجالات مغناطيسية قوية – وهو مفهوم يتحدى الدراسات السابقة
وقالت سارة عيسون، من جامعة هارفارد، والرئيسة المشاركة للمشروع: “ما نراه الآن هو أن هناك مجالات مغناطيسية قوية وملتوية ومنظمة بالقرب من الثقب الأسود في مركز مجرة درب التبانة”.
“إلى جانب أن Sgr A* يتمتع ببنية استقطاب مشابهة بشكل لافت للنظر لتلك التي شوهدت في الثقب الأسود M87* الأكبر والأقوى، فقد تعلمنا أن المجالات المغناطيسية القوية والمرتبة ضرورية لكيفية تفاعل الثقوب السوداء مع الغاز والمادة حولها”. هم.'
تحتوي كل مجرة كبيرة تقريبًا على ثقب أسود هائل في مركزها، ويصادف أن ثقبنا هو Sgr A*.
وتبلغ كتلة هذا الوحش أربعة ملايين ضعف كتلة شمسنا، ويقع على بعد نحو 26 ألف سنة ضوئية، وهي المسافة التي يقطعها الضوء في عام، 5.9 تريليون ميل، من الأرض.
أظهرت الصورة الأولى للSgr A* شكل كعكة دونات متوهجة باللونين الأحمر والبرتقالي معلقة في ظلام الفضاء – ولكن الهيكل كان أيضًا ضبابيًا جدًا بحيث لا يمكن تحديد التفاصيل.
لكن العمل الأخير أنتج صورة مذهلة بفضل للضوء المستقطب.
تم التقاط Sgr A* سابقًا من قبل علماء الفلك، لكن الصور الأخيرة تظهر تفاصيل لم يسبق رؤيتها من قبل تشبه عين سورون (في الصورة) من الفيلم المقتبس عن رواية سيد الخواتم للكاتب جيه آر آر تولكين، حسبما قال علماء الفلك.
أظهرت الصورة الأولى للقوس A* شكل كعكة دونات متوهجة باللونين الأحمر والبرتقالي معلقة في ظلام الفضاء – لكن الهيكل كان أيضًا ضبابيًا جدًا بحيث لا يمكن تحديد التفاصيل
وشارك علماء الفلك في الإعلان: “الضوء عبارة عن موجة كهرومغناطيسية متذبذبة أو متحركة تسمح لنا برؤية الأشياء”.
في بعض الأحيان، يتأرجح الضوء في اتجاه مفضل، ونطلق عليه اسم “مستقطب”. على الرغم من أن الضوء المستقطب يحيط بنا، إلا أنه بالنسبة للعين البشرية لا يمكن تمييزه عن الضوء “العادي”.
“في البلازما المحيطة بهذه الثقوب السوداء، تضفي الجسيمات التي تدور حول خطوط المجال المغناطيسي نمط استقطاب عمودي على المجال.”
يتيح ذلك لعلماء الفلك رؤية تفاصيل أكثر وضوحًا لما يحدث في مناطق الثقب الأسود ورسم خطوط المجال المغناطيسي الخاصة بهم.
وقال أنجيلو ريكارت، زميل مبادرة هارفارد للثقب الأسود والرئيس المشارك للمشروع: “من خلال تصوير الضوء المستقطب من الغاز المتوهج الساخن بالقرب من الثقوب السوداء، فإننا نستنتج بشكل مباشر بنية وقوة المجالات المغناطيسية التي تربط تدفق الغاز والمادة السوداء”. يتغذى الثقب ويخرج.
“يعلمنا الضوء المستقطب الكثير عن الفيزياء الفلكية، وخصائص الغاز، والآليات التي تحدث عندما يتغذى الثقب الأسود.”
ولرصد القوس A*، قام التعاون بربط ثمانية تلسكوبات حول العالم لإنشاء تلسكوب افتراضي بحجم الأرض، والذي يُعرف باسم تلسكوب أفق الحدث.
وبينما كان الفريق يمتلك تلسكوبًا قويًا، فإن تصور وجود ثقب أسود في الضوء المستقطب ليس بالمهمة السهلة دائمًا.
وأشاروا إلى أن Sgr A* واجه تحديًا خاصًا لأنه يتغير بسرعة كبيرة، وقال الباحثون: “إنه لا يبقى ساكنًا لالتقاط الصور”.
ومع ذلك، كان M87 ثقبًا أسودًا أكثر ثباتًا، ولهذا السبب على الأرجح اختاره علماء الفلك كأول هدف يتم تصويره على الإطلاق.
وقال عالم مشروع EHT جيفري باور: “إن إنشاء صورة مستقطبة يشبه فتح الكتاب بعد أن ترى الغلاف فقط”.
“نظرًا لأن القوس A* يتحرك بينما نحاول التقاط صورته، كان من الصعب إنشاء حتى الصورة غير المستقطبة”، مضيفًا أن الصورة الأولى كانت عبارة عن متوسط صور متعددة بسبب حركة القوس A*.
لقد شعرنا بالارتياح لأن التصوير المستقطب كان ممكنًا. كانت بعض النماذج مشوشة ومضطربة للغاية بحيث لم تتمكن من تكوين صورة مستقطبة، لكن الطبيعة لم تكن بهذه القسوة.
وقال العلماء إن الحصول على صور لكلا الثقوب السوداء الهائلة في الضوء المستقطب سيفتح طرقًا جديدة لمقارنة وتباين الثقوب السوداء ذات الأحجام والكتل المختلفة.
ومع تطور التكنولوجيا، من المرجح أن تكشف الصور المزيد من أسرار الثقوب السوداء وأوجه التشابه والاختلاف بينها.
وقالت ماريافيليسيا دي لورنتيس، نائبة عالم مشروع EHT والأستاذة في جامعة نابولي فيديريكو الثاني بإيطاليا: “إن حقيقة أن بنية المجال المغناطيسي لـ M87* تشبه إلى حد كبير بنية Sgr A* هي أمر مهم لأنه يشير إلى أن المجال المغناطيسي لـ M87* يشبه إلى حد كبير هيكل Sgr A*”. قد تكون العمليات التي تحكم كيفية قيام الثقب الأسود بتغذية وإطلاق نفاثات عالمية بين الثقوب السوداء فائقة الكتلة، على الرغم من الاختلافات في الكتلة والحجم والبيئة المحيطة.
“تسمح لنا هذه النتيجة بتحسين نماذجنا النظرية وعمليات المحاكاة، وتحسين فهمنا لكيفية تأثر المادة بالقرب من أفق الحدث للثقب الأسود.”
تبلغ كتلة الثقب الأسود M87 كتلة الشمس ستة مليارات مرة، ويسكن مركز مجرة إهليلجية عملاقة.
فهو يقذف دفقًا قويًا من البلازما – وهو غاز ساخن جدًا لدرجة أن بعض أو كل ذراته تنقسم إلى جسيمات دون ذرية – إلكترونات وأيونات – مرئية في جميع الأطوال الموجية.
وقال الباحثون إن الأدلة على تدفق طائرة من Sgr A* تتزايد.
“الشيء الوحيد الذي نحن متحمسون له حقًا هو التنبؤ بطائرة قوية. وقال ريكارت: “مع تحسن أجهزتنا في السنوات القادمة، إذا كانت موجودة، فيجب أن نكون قادرين على استخلاصها من البيانات”.