تقدم صورة جديدة للثقب الأسود M87 لمحة عن أحد أقوى الأجسام وأكثرها غموضا في الكون.
هذه الصورة الجديدة هي أول دليل مستقل على وجود الثقب الأسود الهائل في قلب مجرة ميسييه 87.
باستخدام مجموعة موسعة من التلسكوبات، أنشأ العلماء في Event Horizon Telescope Collaboration صورة أكثر وضوحًا لـ M87.
وتكشف الصور الجديدة كيف تغير “الظل” اللامع لهذا الثقب الأسود الوحشي بمرور الوقت، وهو أمر تنبأت به نظريات أينشتاين.
يقول الدكتور زيري يونسي، عالم فيزياء الثقب الأسود في جامعة كاليفورنيا والذي عمل على الصورة الجديدة، إن هذا يظهر أن الثقب الأسود “نشط ويتغذى”.
كشف العلماء عن الصورة الثانية للثقب الأسود M87 والتي تم إنشاؤها باستخدام الملاحظات التي تم التقاطها في عام 2018 (كما هو موضح على اليمين). تم إنشاء الصورة الأولى (يسار) باستخدام الملاحظات التي تم التقاطها في عام 2017 وتم إصدارها للجمهور في عام 2019
تُظهر الصور الجديدة كيف تحول الجزء الأكثر سطوعًا من ظل الثقب الأسود بمقدار 30 درجة تقريبًا مع “تذبذب” حلقة المادة حول أفق الحدث أثناء دورانها.
وفي عام 2019، كشف الباحثون عن أول صور على الإطلاق لثقب أسود، والتي تم التقاطها في عام 2017.
أو بالأحرى، بما أنه لا يمكن لأي ضوء الهروب من جاذبية الثقب الأسود، فقد التقط العلماء صورة للهالة الساطعة المحيطة بالفراغ.
تبلغ كتلة M87 كتلة تبلغ 6.5 مليار مرة كتلة الشمس، وتسحب كل المواد المحيطة بها بقوة لا تصدق.
وقبل أن تختفي هذه المادة خارج أفق الحدث – النقطة التي لا يمكن لأي شيء الهروب بعدها – تصبح ساخنة جدًا لدرجة أنها تبدأ في التوهج بالإشعاع.
وباستخدام مجموعة من التلسكوبات الراديوية المنتشرة في جميع أنحاء العالم، تمكن العلماء من التقاط الإشعاع المنبعث من هذه السحابة من الغازات شديدة الحرارة.
يبقى الثقب الأسود نفسه مخفيًا في الظل، والذي يمكنك رؤيته في مركز الحلقة المتوهجة.
يُظهر انطباع هذا الفنان الشكل الذي قد تبدو عليه M87. يدور قرص من الغازات شديدة السخونة حول الثقب الأسود بينما يتم تسليط شعاع من الإشعاع في الفضاء عند أي من القطبين
تم إنشاء هذه الصورة الأخيرة باستخدام البيانات التي تم التقاطها في عام 2018، بعد عام واحد من تسجيل الصورة الأصلية.
وباستخدام مجموعة تلسكوب أكبر، بما في ذلك تلسكوب جرينلاند الضخم، تمكن الباحثون من التقاط صورة بدقة أعلى.
لا يثبت هذا فقط أن الصورة الأصلية لم تكن مجرد صدفة، ولكنه يساعد أيضًا في تأكيد بعض التنبؤات السابقة.
في كلتا الصورتين ستتمكن من رؤية أن جزءًا واحدًا من الحلقة أكثر سطوعًا من الأجزاء الأخرى.
وأوضح الدكتور يونسي: “يبدو الجزء الأكثر سطوعًا من الحلقة أكثر سطوعًا، حيث من المحتمل أن تتجه مادتها نحونا، ولكن قد يكون أيضًا المكان الذي تكون فيه المادة ممغنطة بقوة أكبر”.
ولكن، في العام بين الملاحظات، تحولت هذه النقطة الأكثر سطوعًا بحوالي 30 درجة إلى موضع الساعة الخامسة.
يقول الدكتور يونسي: “هذا التحول هو شيء تم توقعه في عام 2019 ومن الرائع ملاحظته الآن”.
يقول الدكتور بريت جيتر، زميل ما بعد الدكتوراه في معهد أكاديميا سينيكا لعلم الفلك والفيزياء الفلكية في تايوان: “إن الانبعاث الصادر عن القرص التراكمي المضطرب والفوضوي حول الثقب الأسود سوف يتسبب في تمايل الجزء الأكثر سطوعًا من الحلقة حول مركز مشترك.
كانت هذه هي الصورة الأولى للثقب الأسود التي تم إصدارها على الإطلاق. وأكد وجود الظل اللامع نظريات أينشتاين النسبية التي تنبأت بأن هذا يمكن رؤيته بسبب عدسة الجاذبية.
“إن مقدار التذبذب الذي نراه مع مرور الوقت هو شيء يمكننا استخدامه لاختبار نظرياتنا حول المجال المغناطيسي وبيئة البلازما حول الثقب الأسود.”
تُظهر الصور ذات الدقة المنخفضة التي تم التقاطها على مدار أربع سنوات ونصف كيف يتحرك الجزء الأكثر سطوعًا من الحلقة باستمرار.
ملاحظة مهمة أخرى هي أن ظل الثقب الأسود لم ينمو.
وبينما كان من المتوقع أن يتحرك القرص، تتنبأ نظرية النسبية العامة لأينشتاين بأنه يجب أن يبقى كما هو.
نظرًا لأن كتلة M87 ومسافتها لن تتغير بشكل كبير طوال حياة الإنسان، فيجب أن تظل عدسة الجاذبية حول الثقب الأسود ثابتة.
هذه الملاحظات هي تأكيد مهم لنظريات أينشتاين.
إن تعاون Event Horizon Telescope عبارة عن شبكة من التلسكوبات الراديوية في جميع أنحاء العالم. ومن خلال إضافة تلسكوب جرينلاند (المسمى GLT) تمكن الباحثون من التقاط صورة بدقة أعلى للثقب الأسود.
يأمل فريق Event Horizon Telescope أنه من خلال إضافة المزيد من التلسكوبات إلى مجموعته، سيكون قادرًا على الحصول على صورة ذات دقة أعلى في المستقبل.
الهدف النهائي هو إنشاء مصفوفة حساسة بما يكفي للكشف عن تفاصيل أفق الحدث.
سيسمح هذا للعلماء بمعرفة المزيد عن كتلة الثقب الأسود ودورانه واختبار النظريات ضد موضوع حقيقي.
وقد أجرى الباحثون عمليات رصد ناجحة لـ M87 في عامي 2021 و2022، ويخططون للقيام بمهمة أخرى في النصف الأول من عام 2024.
يجب أن تكون هذه الملاحظات المستقبلية أكثر وضوحًا من هذه الصورة الأخيرة.