العالم يشاهد الثقب الاسود لاول مرة

تم التقاط ثقب أسود وظلته في صورة لأول مرة ، وهو إنجاز تاريخي لشبكة دولية من التلسكوبات الراديوية تسمى Event Horizon Telescope (EHT) . EHT هو تعاون دولي يشمل دعمه في الولايات المتحدة المؤسسة الوطنية للعلوم .

باستخدام “تلسكوب الأحداث في الأفق” ، حصل العلماء على صورة للثقب الأسود في مركز المجرة M87 ، تم تحديدها من خلال الانبعاثات من الغاز الساخن التي تدور حولها تحت تأثير الثقل القوي بالقرب من أفق الحدث.
ائتمانات: Event Horizon Telescope cooperation et al.
الثقب الأسود هو كائن كثيف للغاية لا يمكن للضوء الهروب منه. أي شيء يأتي ضمن “أفق الأحداث” للثقب الأسود ، أي نقطة اللاعودة ، سيتم استهلاكه ، ولن يعود إلى الظهور أبدًا ، نظرًا لخطورة الثقب الأسود التي لا يمكن تصورها. بحكم طبيعتها ، لا يمكن رؤية ثقب أسود ، لكن القرص الساخن للمواد التي تطوقها تشرق. على خلفية ساطعة ، مثل هذا القرص ، يبدو أن هناك ثقبًا أسود يلقي بظلاله.

تُظهر الصورة الجديدة المذهلة ظل الثقب الأسود الهائل في وسط ميسيير 87 (M87) ، وهي مجرة إهليلجية تبعد حوالي 55 مليون سنة ضوئية عن الأرض. هذا الثقب الأسود هو 6.5 مليار مرة كتلة الشمس. شمل التقاط ظله ثمانية مناظير إذاعية أرضية حول العالم ، تعمل معًا كما لو كانت تلسكوبًا واحدًا بحجم كوكبنا بأكمله.

وقال بول هيرتز ، مدير قسم الفيزياء الفلكية في مقر ناسا في واشنطن: “هذا إنجاز مذهل من فريق EHT”. منذ سنوات ، كنا نظن أنه يتعين علينا بناء تلسكوب فضائي كبير جدًا لتصوير ثقب أسود. من خلال جعل التلسكوبات اللاسلكية في جميع أنحاء العالم تعمل في حفلة موسيقية مثل أداة واحدة ، حقق فريق EHT هذا ، قبل عقود من الزمن. ”

لاستكمال نتائج EHT ، كانت العديد من المركبات الفضائية التابعة لناسا جزءًا من جهد كبير ، تم تنسيقه من قِبل مجموعة العمل متعددة الأطوال الموجية في EHT ، لمراقبة الثقب الأسود باستخدام أطوال موجية مختلفة من الضوء. كجزء من هذا الجهد ، حولت مرصد تشاندرا للأشعة السينية في ناسا ومصفوفة التلسكوب الطيفي النووي (نوستار) ونيل جيريلز سويفت مرصد تلسكوب للفضاء ، وكلها تتوافق مع أنواع مختلفة من ضوء الأشعة السينية ، نظرتها إلى الثقب الأسود M87 حول في نفس الوقت مثل EHT في أبريل 2017. كان Fermi Gamma-ray Space Telescope التابع لناسا يراقب أيضًا التغييرات في ضوء أشعة جاما من M87 خلال ملاحظات EHT. إذا لاحظت EHT تغييرات في بنية بيئة الثقب الأسود ، يمكن استخدام البيانات من هذه البعثات والتلسكوبات الأخرى للمساعدة في معرفة ما يجري.
على الرغم من أن ملاحظات ناسا لم تتعقب مباشرة الصورة التاريخية ، استخدم علماء الفلك بيانات من سواتل تشاندرا ونوستار التابعة لناسا لقياس سطوع الأشعة السينية لطائرة M87. استخدم العلماء هذه المعلومات لمقارنة نماذجهم للطائرة والقرص حول الثقب الأسود بملاحظات EHT. قد تأتي الأفكار الأخرى مع استمرار الباحثين في اختراق هذه البيانات.

هناك العديد من الأسئلة المتبقية حول الثقوب السوداء التي قد تساعدها ملاحظات ناسا المنسقة في الإجابة. تظل الألغاز معلقة حول سبب حصول الجزيئات على مثل هذه الطاقة الضخمة حول الثقوب السوداء ، مما يشكل نفاثات هائلة تنطلق من أقطاب الثقوب السوداء بسرعة تقارب سرعة الضوء. عندما تسقط المواد في الثقب الأسود ، أين تذهب الطاقة؟

وقال جوي نيلسن ، عالم الفلك في جامعة فيلانوفا في بنسلفانيا ، الذي قاد تحليل تشاندرا ونوستار بالنيابة عن “EHT’s”: “تساعدنا الأشعة السينية على توصيل ما يحدث بالجسيمات بالقرب من أفق الحدث بما يمكن قياسه باستخدام التلسكوبات لدينا”. الفريق العامل متعدد الطول الموجي.

سبق أن درست التلسكوبات الفضائية التابعة لناسا طائرة نفاثة تمتد لأكثر من 1000 سنة ضوئية من مركز M87 . تتكون الطائرة من جزيئات تسير بالقرب من سرعة الضوء ، وتطلق النار في طاقات عالية من مكان قريب من أفق الحدث. وقد تم تصميم EHT في جزء منه لدراسة أصل هذه الطائرة وغيرها مثل ذلك. مرت سلسلة من المادة في النفاثة تسمى HST-1 ، اكتشفها علماء الفلك في هابل عام 1999 ، بدورة غامضة من السطوع والخفيفة .

نظرت أيضًا تشاندرا ونوستار وسويفت وفيرمي ، بالإضافة إلى تجربة ناسا لنجم نيوترون للتصميم الداخلي (NICER) في محطة الفضاء الدولية ، في الثقب الأسود في مركز مجرتنا درب التبانة ، والمسمى القوس A ، بالتنسيق مع EHT.

يؤكد العلماء أن الحصول على العديد من التلسكوبات المختلفة على الأرض وفي الفضاء لكي ينظر الجميع نحو الجسم السماوي نفسه يعد مهمة ضخمة بحد ذاتها.

وقال نيلسن “جدولة كل هذه الملاحظات المنسقة كانت مشكلة صعبة للغاية لكل من مخططي مهمة EHT و Chandra و NuSTAR”. “لقد قاموا بعمل لا يصدق حقا لتزويدنا بالبيانات التي لدينا ، ونحن ممتنون للغاية.”

سيعمل نيلسن وزملاؤه الذين كانوا جزءًا من الملاحظات المنسقة على تشريح الطيف الكامل للضوء القادم من الثقب الأسود M87 ، بدءًا من الموجات الراديوية منخفضة الطاقة إلى أشعة جاما عالية الطاقة. مع وجود الكثير من البيانات من EHT والتلسكوبات الأخرى ، قد يكون أمام العلماء سنوات من الاكتشافات المقبلة.