تمكنت الثقوب من اكتشاف ثقب أسود لا تقع فيه المادة أو لا يشكل جزءًا من نظام ثنائي، وبالتالي فهو غير معرض للعين ولأي أداة أخرى تقريبًا * بعض التلسكوبات التي هي قيد الإنشاء أو جاهزة للاستخدام سوف تكون قادرة على اكتشاف مثل هذه الثقوب السوداء الفردية على أساس يومي
بقلم: آدم ماكماستر، طالب ماجستير في علم الفلك، وأندرو نورتون، أستاذ تعليم الفيزياء الفلكية، جامعة المملكة المتحدة المفتوحة
التقط علماء الفلك أول صورة مباشرة على الإطلاق لثقب أسود في عام 2019، وذلك بفضل المواد المتوهجة القريبة. لكن العديد من الثقوب السوداء تكاد تكون غير قابلة للاكتشاف. الآن، اكتشف فريق آخر يستخدم تلسكوب هابل الفضائي شيئًا لم يره أحد من قبل: ثقب أسود غير مرئي تمامًا. الدراسة، التي نشرت على الإنترنت وقدمت للنشر في مجلة الفيزياء الفلكية، لم تخضع بعد لمراجعة النظراء.
الثقوب السوداء هي ما يتبقى بعد موت النجوم الضخمة وانهيار مراكزها. فهي كثيفة بشكل لا يصدق. جاذبيتها قوية جدًا بحيث لا يمكن لأي شيء أن يتحرك بسرعة كافية للهروب منها، بما في ذلك الضوء. يتوق علماء الفلك إلى دراسة الثقوب السوداء لأنها يمكن أن تخبرنا الكثير عن الطرق التي تموت بها النجوم. ومن خلال قياس كتل الثقوب السوداء، يمكننا التعرف على ما حدث في اللحظات الأخيرة للنجوم، عندما انهارت نواتها وانفجرت طبقاتها الخارجية في الفضاء.
يبدو أن الثقوب السوداء هي بحكم تعريفها غير مرئية، لكنها اكتسبت اسمها من خلال قدرتها على حبس الضوء. ولكن لا يزال بإمكاننا التعرف عليها من خلال الطريقة التي تؤثر بها على الأجسام الأخرى بفضل قوة جاذبيتها القوية. وتم اكتشاف المئات من الثقوب السوداء الصغيرة بفضل هذه الميزة.
هناك طريقتان مختلفتان لمثل هذا الاكتشاف. في "ثنائيات الأشعة السينية" - حيث يدور نجم عادي وثقب أسود حول مركز مشترك بينما ينبعث منهما إشعاع الأشعة السينية - يمكن لحقل جاذبية الثقب الأسود أن يسحب المواد بعيدًا عنه. المادة التي تحيط بالثقب الأسود، تسخن بسبب الاحتكاك ثم تتوهج المادة الساخنة بضوء الأشعة السينية، مما يجعل الثقب الأسود مرئيا، قبل أن يتم امتصاص المادة من النجم المرافق إلى داخل الثقب الأسود وتختفي. يمكن أيضًا اكتشاف أزواج من الثقوب السوداء عند اندماجها وإصدار وميض قصير من موجات الجاذبية، وهي تموجات في الزمكان.
هناك العديد من الثقوب السوداء المارقة التي تنجرف عبر الفضاء دون التفاعل مع أي نجوم أخرى، مما يجعل من الصعب اكتشافها. وهذه مشكلة، لأننا إذا لم نتمكن من اكتشاف الثقوب السوداء المعزولة، فلن نتمكن من معرفة كيفية تشكلها وموت النجوم التي أتت منها.
آفاق جديدة ومظلمة
لاكتشاف مثل هذا الثقب الأسود غير المرئي، كان على فريق العلماء الجمع بين نوعين مختلفين من الملاحظات على مدى عدة سنوات. يعد هذا الإنجاز المثير للإعجاب بطريقة جديدة للعثور على هذه الجثث بعيدة المنال.
تصريف الجاذبية
تنبأت نظرية النسبية العامة لأينشتاين بأن الأجسام الضخمة ستحني الضوء المار بالقرب منها. وهذا يعني أن أي ضوء يمر بالقرب من ثقب أسود غير مرئي - ولكن ليس قريبًا بدرجة كافية للسقوط فيه - سوف ينحني بطريقة مشابهة للضوء الذي يمر عبر العدسة. وتسمى هذه الظاهرة عدسة الجاذبية، وقد تم استخدامها لسنوات عديدة لدراسة العديد من الظواهر في الفضاء، من عناقيد المجرات إلى الكواكب التي تدور حول نجوم أخرى.
قام مؤلفو الدراسة الجديدة بدمج نوعين من ملاحظات الجاذبية في البحث عن الثقوب السوداء. بدأ الأمر بملاحظة الضوء القادم من نجم بعيد، والذي أصبح أكبر فجأة، قبل أن يعود إلى سطوعه الأصلي. ولم يتمكنوا من رؤية أي جسم أقرب إلينا يسبب التكبير من خلال عملية عدسة الجاذبية. ويشير هذا إلى أن الجسم قد يكون ثقبًا أسود واحدًا، وهو شيء لم يتم رؤيته من قبل. كانت المشكلة أنه يمكن أيضًا أن يكون مجرد نجم مضيئ بشكل خافت.
يتطلب اكتشاف ما إذا كان ثقبًا أسود أو نجمًا خافتًا الكثير من العمل، وهنا يأتي دور النوع الثاني من عمليات رصد عدسة الجاذبية. التقط المؤلفون صورًا متكررة باستخدام هابل على مدى ست سنوات، وقاسوا مدى تحرك النجم عندما ينحرف ضوءه.
في نهاية المطاف سمح لهم هذا بحساب كتلة ومسافة الجسم الذي تسبب في تأثير العدسة. واكتشفوا أنه جسم كتلته 7 كتل شمسية، ويقع على بعد حوالي 5,000 سنة ضوئية منا. يبدو الأمر بعيدًا ولكنه في الواقع قريب نسبيًا: كان من المفترض أن يكون نجمًا بهذا الحجم وعلى هذه المسافة مرئيًا لنا. وبما أننا لا نستطيع رؤيته، فقد خلصوا إلى أنه لا بد أن يكون ثقبًا أسودًا معزولًا.
إن إجراء الكثير من الملاحظات باستخدام مرصد مثل هابل ليس بالأمر السهل. يحظى التلسكوب بشعبية كبيرة وهناك منافسة كبيرة على وقته. وبالنظر إلى صعوبة التأكد من مثل هذا الشيء، قد تعتقد أن فرص العثور على المزيد منها ليست كبيرة. ولحسن الحظ، نحن في بداية ثورة في علم الفلك. ويرجع الفضل في ذلك إلى جيل جديد من المرافق، بما في ذلك مسح غايا المستمر، ومرصد فيرا روبن الذي سيُفتتح قريبًا وتلسكوب نانسي جريس الفضائي، وكلها ستقوم بإجراء قياسات متكررة لمساحات كبيرة من السماء بتفاصيل غير مسبوقة.
"ستكون ثورة، وستكون ضخمة في جميع مجالات علم الفلك. وبفضل القياسات المتكررة عالية الدقة لهذا الجزء الكبير من السماء، سنكون قادرين على دراسة الظواهر المتغيرة على نطاق واسع وفي أطر زمنية قصيرة جدًا. سوف نستكشف أجسامًا متنوعة مثل الكويكبات والمستعرات الأعظمية والكواكب التي تدور حول نجوم أخرى بطرق جديدة.
عندما يتعلق الأمر بالبحث عن الثقوب السوداء غير المرئية، فهذا يعني أنه بدلاً من الاحتفال باكتشاف ثقب أسود واحد فقط، سنكتشف قريبًا العديد من الثقوب السوداء بشكل طبيعي. وهذا سيسمح لنا بسد الثغرات في فهمنا لموت النجوم ونشوء الثقوب السوداء.
وفي نهاية المطاف، سيكون من السهل اكتشاف الثقوب السوداء غير المرئية في المجرة، وسيكون من الصعب إخفاؤها.
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
تعليقات 5
لا يوجد ثقب أسود "غير مرئي"، بل يوجد ثقب أسود "يصعب اكتشافه".
في الأساس، يمكنك رؤية أي ثقب أسود "غير مرئي"، لأنه من المفترض أن تكون خلفه مصادر ضوئية أو نجوم أو مجرات، يتوقف ضوؤها عن الوصول إلينا عندما تكون الأجسام الثلاثة (الراصد-الثقب الأسود-مصدر الضوء) في خط مستقيم (بالنسبة لسرعة الضوء).
إذا رأيت ضوءًا ينحني (بما في ذلك التشوه الجاذبي) دون رؤية ما يثنيه - فهو ليس بالضرورة ثقبًا أسود "غير مرئي"، فمن الممكن أن يكون كتلة من المادة المظلمة التي لا تتفاعل كهرومغناطيسيًا وبالتالي فهي شفافة للضوء. ولكنها تتفاعل مع الجاذبية وبالتالي تشوه الفضاء.
من المؤسف أنه لا يوجد تدقيق لغوي.. من الصعب قراءتها بهذه الطريقة..
تصحيح واحد على الأقل.. بالعبرية تسمى الظاهرة التي ذكرتها بالعمل الخمول..
المتسفة للكتاب: يجب عليك تعديل اللغة، الكتابة سيئة للغاية، المعلومات مشوشة ومتكررة، الصياغة منخفضة المستوى
هل تمكنت الثقوب من اكتشاف الثقب الأسود؟
غير صحيح، لا يوجد شيء من هذا القبيل