انبعث ثقب أسود شعلة بعيدًا عنا ، لكن جاذبيتها الشديدة أعادت توجيه الانفجار إلى اتجاهنا
في عام 1916 ، وضع ألبرت أينشتاين اللمسات الأخيرة على نظرية النسبية العامة ، وهي رحلة بدأت في عام 1905 بمحاولاته التوفيق بين نظريات نيوتن عن الجاذبية وقوانين الكهرومغناطيسية. بمجرد اكتمالها ، قدمت نظرية أينشتاين وصفًا موحدًا للجاذبية باعتبارها خاصية هندسية للكون ، حيث تغير الأجسام الضخمة انحناء الزمكان ، مما يؤثر على كل شيء من حولهم.
علاوة على ذلك ، تنبأت معادلات أينشتاين الميدانية بوجود ثقوب سوداء ، أجسام ضخمة جدًا لدرجة أن حتى الضوء لا يستطيع الهروب من أسطحها. تتنبأ GR أيضًا بأن الثقوب السوداء ستحني الضوء في جوارها ، وهو تأثير يمكن أن يستخدمه علماء الفلك لرصد الأجسام البعيدة. بالاعتماد على هذه التقنية ، حقق فريق دولي من العلماء إنجازًا غير مسبوق من خلال مراقبة الضوء الناجم عن وهج الأشعة السينية الذي حدث. خلف ثقب أسود .
قاد الفريق الدكتور دان ويلكينز ، عالم الفيزياء الفلكية مع معهد كافلي للفيزياء الفلكية والجسيمات وعلم الكونيات في جامعة ستانفورد وزميل ناسا أينشتاين. انضم إليه باحثون من جامعة سانت ماري في هاليفاكس ، مقاطعة نفوفا سكوشيا؛ ال معهد الجاذبية والكون في جامعة ولاية بنسلفانيا ، و معهد SRON هولندا لأبحاث الفضاء .
رسم تخطيطي يوضح كيف ستجعل الجاذبية الشديدة للثقب الأسود أصداء الأشعة السينية مرئية من جانبه البعيد. الائتمان: ESA
باستخدام ESA's XMM- نيوتن ووكالة ناسا نوستار التلسكوبات الفضائية ، لاحظ ويلكينز وفريقه توهجات الأشعة السينية الساطعة القادمة من ثقب أسود فائق الكتلة (SMBH) يقع في مركز I Zwicky 1 - مجرة حلزونية تقع على بعد 1800 سنة ضوئية من الأرض. لم يكن علماء الفلك يتوقعون رؤية هذا ، ولكن بسبب الجاذبية الشديدة للثقب SMBH (الذي يأتي من 10 ملايين كتلة شمسية) ، أصبحت التوهجات من خلفه مرئية لـ XMM-Newton و NuSTAR.
تم الاكتشاف في سياق دراسة استقصائية تهدف إلى معرفة المزيد عن ضوء الأشعة السينية الساطع والغامض الذي يحيط بأفق الحدث للثقب الأسود. يُعتقد أن هذه 'الهالة' (كما يطلق عليها) ناتجة عن غاز يسقط باستمرار في الثقب الأسود ويشكل قرصًا دوارًا حوله. عندما يتم تسريع الحلقة لتقترب من سرعة الضوء ، يتم تسخينها إلى ملايين الدرجات وتولد مجالات مغناطيسية تلتوي إلى عقد.
في النهاية ، تلتوي هذه الحقول لدرجة أنها تنفجر وتحرر كل الطاقة المخزنة بداخلها. ثم يتم نقل هذه الطاقة إلى مادة في القرص المحيط ، والتي تنتج 'هالة' إلكترونات الأشعة السينية عالية الطاقة. كانت مشاعل الأشعة السينية مرئية لأول مرة لويلكينز وفريقه على شكل أصداء ضوئية ، والتي انعكست من تراكم جزيئات الغاز على وجه الثقب الأسود.
في هذه الحالة ، كان توهج الأشعة السينية الذي تم ملاحظته شديد السطوع لدرجة أن بعض الأشعة السينية تسليط الضوء على قرص الغاز الذي يسقط في الثقب الأسود. مع انحسار التوهجات ، التقطت التلسكوبات ومضات أكثر خفوتًا ، والتي كانت بمثابة أصداء لمشاعل ترتد من الغاز خلف الثقب الأسود. انعكس الضوء المنبعث من هذه الومضات بسبب الجاذبية الشديدة للثقب الأسود وأصبح مرئيًا للتلسكوبات ، وإن كان ذلك مع تأخير طفيف.
تم إطلاق مرصد XMM-Newton التابع لوكالة الفضاء الأوروبية ESA في عام 1999 لدراسة مصادر الأشعة السينية بين النجوم. الائتمان: ESA
كان الفريق قادرًا على تحديد مصدر ومضات الأشعة السينية بناءً على 'ألوان' الضوء المحددة (الطول الموجي المحدد لها) المنبعثة. تغيرت ألوان الأشعة السينية التي جاءت من الجانب البعيد من الثقب الأسود قليلاً بسبب بيئة الجاذبية الشديدة. أضف إلى ذلك حقيقة أن أصداء الأشعة السينية تُرى في أوقات مختلفة اعتمادًا على مكان انعكاسها على القرص ، فهي تحتوي على الكثير من المعلومات حول ما يحدث حول الثقب الأسود.
نتيجة لذلك ، لم تؤكد هذه الملاحظات السلوك الذي تنبأت به النسبية العامة فحسب ، بل سمحت أيضًا للفريق بدراسة العمليات التي تحدث خلف ثقب أسود لأول مرة. في المستقبل القريب ، يريد ويلكنز وفريقه استخدام هذه التقنية لإنشاء خريطة ثلاثية الأبعاد لمحيط الثقب الأسود وللتحقق من ألغاز الثقب الأسود الأخرى. على سبيل المثال ، يريد ويلكنز وزملاؤه حل لغز كيفية إنتاج الهالة لمثل هذه التوهجات الساطعة للأشعة السينية.
ستستمر هذه المهام في الاعتماد على التلسكوب الفضائي XMM-Newton ، بالإضافة إلى مرصد الأشعة السينية من الجيل التالي الذي اقترحته وكالة الفضاء الأوروبية ، والمعروف باسم تلسكوب متقدم للفيزياء الفلكية عالية الطاقة (اثينا). تعد هذه التلسكوبات وغيرها من التلسكوبات الفضائية التي من المقرر إطلاقها في السنوات القادمة بالكشف عن الكثير عن أجزاء الكون التي لا يمكننا رؤيتها ، وإلقاء المزيد من الضوء على العديد من أسراره.
قراءة متعمقة: هذه و طبيعة سجية
