تمكن فريق دولي من الباحثين من اختراق سحب الغبار بين النجوم ورصد هالة الثقب الأسود في مركز مجرة درب التبانة واكتشاف حجمه
مايكل روزنبرغ
(نشر في "جلوب" بتاريخ 17-18 أغسطس 2004)
الرابط المباشر لهذه الصفحة: https://www.hayadan.org.il/sgra190804.html
وفي مقال نشر مؤخرا في مجلة "ساينس"، تم الكشف عن بيانات دقيقة غير مسبوقة حول الثقب الأسود الموجود في مركز مجرة درب التبانة. بعد نحو ثلاثين عاما من اكتشاف إشعاع الموجات الراديوية الصادر عن جسم غامض في مركز مجرتنا لأول مرة، تمكن فريق دولي من الباحثين بقيادة جيفري باور من جامعة كاليفورنيا "بيركلي" من الكشف عن حجمه. فهذا هو الخبر: حجم الجسم الذي تزيد كتلته عن كتلة شمسنا بـ 4 ملايين مرة، لا يتجاوز المسار المداري لكوكب هيما (عطارد). تسمى هذه الكثافة الهائلة للكتلة "الثقب الأسود" - وهي إحدى أغرب الظواهر في دراسة الكون. إنها كتلة ذات كثافة عالية لدرجة أن جاذبيتها الهائلة تشوه و"تمزق" أبعاد المكان والزمان. إن جزيئات المادة والضوء التي تقترب كثيرًا من الثقب الأسود تعبر "عتبة اللاعودة"، والتي يكون الاتجاه الوحيد الممكن منها هو الداخل. الثقب أسود لأنه لا يمكن لأي شيء الهروب منه، ولا حتى الضوء. من الناحية النظرية، يمكن للبعد الزمني داخل الثقب الأسود أن يتحرك ذهابًا وإيابًا. حتى أن هناك علماء يتوقعون أن مركز الثقب الأسود هو ممر إلى أكوان أخرى. يُطلق على الثقب الأسود الموجود في وسط مجرتنا اسم "نجم القوس أ" (Sgr A*) - لأن موقعه يقع في كوكبة القوس.
شهدت دراسة الثقوب السوداء العديد من الاضطرابات المفاجئة في العقد الماضي. تنبأت النسبية العامة ونظريات عمليات الاحتراق النووي في النجوم بوجود "الثقوب السوداء النجمية". وتتكون هذه الثقوب السوداء من انهيار النجوم التي تبلغ كتلتها عشرات المرات كتلة شمسنا بعد أن تنتهي من الاحتراق، خلال انفجار هائل يعرف باسم "المستعر الأعظم". المستعرات الأعظم هي عرض مذهل للومضات الضوئية التي تظهر في السماء لبضعة أشهر فقط ثم تختفي. وهناك نوع آخر من الثقوب السوداء وهو "الثقب الأسود الهائل" الذي تم اكتشافه في مراكز المجرات البعيدة وكان حتى وقت قريب يعتبر نادرا. تتمتع هذه الثقوب السوداء بكتلة ضخمة، تبلغ ملايين المرات كتلة الثقب الأسود النجمي. لا توجد حتى الآن نظرية معقولة حول كيفية تشكيلها.
يبتلع الثقب الأسود كل ما يقع فيه ولا ينبعث منه أي شيء، أي أن الثقب نفسه لا يمكن رؤيته. ومع ذلك، فإن المادة المتساقطة، قبل "امتصاصها" مباشرة في الحفرة، يتم تسريعها وضغطها وتسخينها إلى درجة التبلور، وتنبعث منها كميات هائلة من الضوء. ومن المفارقة أن الجسم الأكثر سوادًا في الكون يجد نفسه محاطًا بهالة غازية تلمع بشكل لا مثيل له. وكانت إحدى مهمات التلسكوب الفضائي "هابل" الذي أطلق عام 1990، هي دراسة الثقوب السوداء الضخمة والمجرات التي تتواجد فيها. ولم تتأخر المفاجأة، إذ اكتشف التلسكوب الفضائي ثقبًا أسود هائلًا في كل مجرة يمكنه رصدها. واليوم، يعتقد الباحثون بالفعل أنه يوجد في مركز كل مجرة في الكون ثقب أسود هائل. هذه الفرضية جعلت الجسم الغامض الموجود في مركز مجرتنا موضوعا بحثيا مرغوبا فيه، لأنه أقرب ثقب أسود هائل إلى الأرض - على مسافة 26 ألف سنة ضوئية. وموقع "هابل" على حافة الغلاف الجوي للأرض يسمح له بالتغلب على اضطرابات وتشوهات الرؤية في الغلاف الجوي. ومع ذلك، ومن أجل مراقبة اتجاه الثقب الأسود في مركز مجرة درب التبانة، لا بد من التغلب على عقبة مختلفة، وهي سحب الغبار بين النجوم التي تخفي محيطه.
تحجب سحب الغبار البينجمي الضوء، وتطمس الصورة الناتجة (كما لو أنها ليست "في بؤرة التركيز") ولا تسمح برؤية هالة الغاز الساخن التي تحيط بالثقب الأسود. المشاهدة في مجال موجة الراديو قادرة على التحايل على هذه المشكلة. ولهذا الغرض، يستخدم علماء الفلك التلسكوبات الراديوية، والتي تكون على شكل أطباق الأقمار الصناعية العملاقة. تلتقط هذه التلسكوبات إشعاع جسيمات الضوء بترددات منخفضة غير مرئية للعين. في الواقع، كل الإشعاعات التي نعرفها ليست سوى حركة جزيئات الضوء في الفضاء، بأطوال موجية مختلفة. فالضوء المرئي بألوانه المختلفة ما هو إلا جزء صغير من طيف الإشعاع الكهرومغناطيسي الذي ينتشر من موجات الراديو التي يبلغ طولها كيلومترات إلى الأشعة السينية وأشعة جاما التي يبلغ طولها الموجي أقل من جزء من المليار من السنتيمتر. تتمكن موجات الراديو من التغلب على سحب الغبار بين النجوم، على سبيل المثال، "ترى" تلسكوبات الأشعة تحت الحمراء في الظلام. تنتمي شبكة التلسكوبات الراديوية الأكثر تطوراً المتوفرة حاليًا للباحثين إلى وكالة العلوم الوطنية الأمريكية. بالنسبة لهذه الشبكة (VLBA)، تنتشر عشرة تلسكوبات راديوية عملاقة عبر الولايات المتحدة من بورتوريكو في الشرق إلى هاواي في الغرب. أجرى الفريق الدولي من الباحثين بقيادة البروفيسور باور عمليات رصد راديوية مكثفة تجاه الثقب الأسود في VLBA لعدة سنوات. وللتغلب على "مشكلة التشويش"، دفع الفريق التلسكوبات الراديوية إلى أقصى حدود قدراتها - ترددات الموجات الدقيقة - وطور تقنيات جديدة لمعالجة البيانات. وقد أثمر هذا الجهد، وكشفت الملاحظات عن حجم هالة الغاز، التي لا يزيد حجمها عن خمسة أضعاف حجم الثقب الأسود نفسه. والآن يواجه الباحثون التحدي الأخير، وهو اختراق هالة الغاز المضيء ورؤية ظل الثقب الأسود نفسه على سطح الجزء الداخلي من الهالة.
للحصول على مقال حول هذا الموضوع من بي بي سي
صورة لمنطقة الثقب الأسود التقطها تلسكوب شاندرا في يناير 2003
