باستخدام مجموعة من القياسات من عشرات التلسكوبات الراديوية المنتشرة حول الأرض وتلسكوب فضائي، لإنشاء تلسكوب افتراضي أكبر من الأرض، أنشأ الباحثون صورًا بدقة غير مسبوقة لنفاثات البلازما من ثقب أسود هائل.. أنتجت الصور الراديوية الملتقطة بواسطة مجموعة من التلسكوبات في الفضاء وعلى الأرض صورة لهيكل طائرة بلازما على مسافة مئات أضعاف نصف قطر الثقب الأسود, أو 12 أيام ضوئية من موقع الثوران
الائتمان: بيير رافاييل بلاتانيا INAF/IRA (تجميع)؛ معهد ASC ليبيديف (صورة RadioAstron)
ابتكر فريق دولي من الباحثين صورة بدقة غير مسبوقة لنفثات من الغاز تشكلت منذ وقت ليس ببعيد من نجم أسود ضخم. أنتجت الصور الراديوية الملتقطة بواسطة مجموعة من التلسكوبات الفضائية والأرضية صورة لهيكل نفاث بلازما يبلغ قطره عدة مئات من أضعاف نصف قطر الثقب الأسود، أو على بعد 12 يومًا ضوئيًا من موقع انفجاره.
وفي وسط المجرات الضخمة توجد ثقوب سوداء يزيد وزنها عن كتلة شمسنا بعدة مليارات المرات. ومن المعروف منذ زمن طويل أن بعض النجوم السوداء الضخمة تبعث دفقات من البلازما بسرعات قريبة من سرعة الضوء والتي يمكن أن تمتد إلى ما هو أبعد من حدود المجرة التي أتت منها. اللغز المتبقي هو كيفية إنشاء نفاثات البلازما في المقام الأول. إحدى الصعوبات في دراسة النفاثات هي عدم قدرة علماء الفلك على إنشاء صور لبنية النفاثات على مسافة قريبة بدرجة كافية من موقع ثورانها، بحيث يصعب مقارنة الملاحظات مع النماذج النظرية والحسابية لتكوين النفثات.
الآن أنتج فريق دولي من الباحثين من ثمانية بلدان صورة ذات دقة زاويّة عالية للغاية لنفث تم إنشاؤه بواسطة ثقب أسود في مركز المجرة NGC 1275، المعروف أيضًا باسم المصدر الراديوي Perseus A، أو 3C 84. كان الباحثون تمكنوا من تحقيق مستوى من الانفصال في الصورة يظهر النفث على مسافة من الثقب الأسود وهو عُشر ما كان ممكنًا في السابق باستخدام الأدوات الأرضية فقط، ومن خلال القيام بذلك تم الكشف عن تفاصيل من المنطقة التي تم فيها إنشاء النفث باستخدام مستوى غير مسبوق من الدقة.
"كانت النتائج مفاجئة. وتبين أن العرض المرصود للنفث كان أوسع بكثير مما توقعنا وفقًا للنماذج الرائدة اليوم، عند نقطة اندفاع النفاث من الغلاف الجوي للثقب الأسود - وهي منطقة في الفضاء بالقرب من ثقب أسود دوار حيث الفضاء نفسه يتم سحبها في حركة دائرية حول الثقب الأسود." يشرح البروفيسور غابرييلي جيوفانيني (Prof Gabriele giovannini) من المعهد الوطني الإيطالي للفيزياء الفلكية، المؤلف الرئيسي للمقال المنشور في مجلة Nature Astronomy.
"قد تشير النتائج إلى أن الجزء الخارجي من الطائرة على الأقل يخرج من قرص التراكم الذي يحيط بالثقب الأسود. نتائجنا ليست كافية لدحض النماذج الحالية التي تتنبأ بأن النفاثات سوف تندلع من الغلاف الجوي للأرجوس، ولكننا نأمل أن تعطي المنظرين نظرة ثاقبة حول بنية النفث على مسافة قريبة من موقع الانفجار وتلميحات حول التطور المستقبلي للتدفق. يضيف الدكتور توماس سافولاينن من جامعة آلتو في فنلندا، رئيس برنامج العرض RadioAstron الذي أنشأ الصور.
والنتيجة الأخرى للدراسة هي أن بنية النفاثات في NGC 1275 تختلف بشكل أساسي عن النفاثات الموجودة في المجرة القريبة ميسييه 87، وهي البنية النفاثات الأخرى الوحيدة التي تم تصويرها على نفس المسافة الصغيرة من الثقب الأسود. ويعتقد الباحثون أن السبب في ذلك هو عمر النفاثتين. "تشكلت النفاثات في NGC 1275 مرة أخرى منذ ما يزيد قليلاً عن عشر سنوات، ولا تزال في طور تشكيل هيكل، وهي حقيقة توفر لنا فرصة فريدة لمراقبة المراحل الأولى من تشكل النفاثات من ثقب أسود. "من المهم جدًا مواصلة الملاحظة" يوضح مؤلف آخر للمقالة، الدكتور ماسانوري ناكامورا من أكاديميا سينيكا في تايوان.
تواصل دراسة المنطقة الداخلية لـ NGC 1275 مجلداتنا للنوى المجرية النشطة بأعلى دقة ممكنة. ويخلص إلى أنه "بما أن المسافة إلى المجرة المذكورة تبلغ 70 ميغافارسيك فقط، أو 230 مليون سنة ضوئية، فيمكننا فحص بنية النفاثات بمستوى لا مثيل له من الدقة يبلغ بضع مئات من نصف قطر الثقب الأسود، أو 12 يومًا ضوئيًا". البروفيسور أنطون زينسوس زينسوس) مدير معهد ماكس بلانك لعلم الفلك الراديوي في بون بألمانيا، ورئيس قسم أبحاث VLBI، وهو أحد مؤلفي المقال.
تلسكوب راديوي واحد في الفضاء وعشرات التلسكوبات على الأرض
أصبح التحسن الكبير في دقة الصور ممكنًا من خلال تذكر مقياس التداخل بين الأرض والأرض والفضاء RadioAstron، والذي يتكون من تلسكوب راديوي يبلغ قطره 10 أمتار في مدار حول الأرض ومجموعة من حوالي عشرين من أكبر الكواكب الأرضية في العالم - التلسكوبات الراديوية المعتمدة. عندما يتم دمج إشارات التلسكوبات الفردية من خلال تداخل موجات الراديو، فإن مجموعة التلسكوبات لديها دقة زاويّة تعادل دقة تلسكوب يبلغ قطره 350,000 ألف كيلومتر، وهي تقريبًا نفس المسافة من الأرض إلى القمر. ومن ثم، فإن RadioAstron هو الجهاز الذي يتمتع بأعلى دقة زاوية في تاريخ علم الفلك. ويدير مشروع RadioAstron مركز علم الفلك والفضاء التابع لمعهد ليبيديف للفيزياء التابع لأكاديمية العلوم الروسية، ومنظمة لافوتشكين للعلوم، اللتين تعملان بموجب عقد مع شركة الفضاء الحكومية روسكوزموس، بالتعاون مع منظمات أخرى في روسيا وأوروبا. بلدان اخرى.
"نحن هنا في مشروع RadioAstron سعداء لأن المزيج الفريد من التلسكوب الراديوي الفضائي المصنوع في روسيا ومجموعة ضخمة من التلسكوبات الراديوية الأرضية قد سمح لنا بدراسة الطائرة النسبية الشابة بالقرب من ثقب أسود ضخم للغاية، " يلاحظ البروفيسور يوري كوفاليف من معهد ليبيديف في موسكو.
ترجمه أوري بروك.
لإعلان الباحثين على الموقع الإلكتروني لجامعة آلتو الفنلندية
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
