صورة جديدة تكشف المجال المغناطيسي المكثف للثقب الأسود الهائل في درب التبانة

تكشف صورة جديدة للثقب الأسود المركزي في مجرتنا عن المجال المغناطيسي المحيط بالجسم في الضوء المستقطب. تكشف الصورة كيف يتحرك الغاز والمواد شديدة السخونة الموجودة في المنطقة المجاورة مباشرة للثقب الأسود حوله. ولكن بصرف النظر عن ذلك، فهي طريقة رائعة لتصور الفيزياء المتطرفة التي تحدث في مركز مجرتنا.

يُطلق على الثقب الأسود الهائل في درب التبانة اسم القوس A*. تبلغ كتلته حوالي أربعة ملايين مرة كتلة الشمس وكان الأول تم تصويرها بواسطة تعاونية Event Horizon Telescope (EHT). في عام 2022. التعاون تصوير أول ثقب أسود لها قبل ثلاث سنوات، كان هناك عملاق أكثر ضخامة في قلب المجرة M87 (وهو ضخم حيث تبلغ كتلته 6.5 مليار كتلة شمسية).

ومن المعروف أنه لا شيء – ولا حتى الضوء – يمكنه الهروب من أفق الحدث للثقب الأسود، لذا فإن هذه الصور تظهر بالفعل ظلال الثقوب السوداء؛ أي مناطق الفضاء التي توجد بها الثقوب السوداء. لكن البيئة المباشرة المحيطة بالثقب الأسود هي قصة مختلفة. تبعث هذه المناطق نطاقًا غير عادي من السطوع، يمتد من موجات الراديو إلى الأشعة السينية. ويعود هذا اللمعان إلى تسخين المادة والغازات التي تحيط بالثقوب السوداء وتشكل أقراصها التراكمية، مما يؤدي إلى انبعاث الضوء عبر أطوال موجية مختلفة.

بعض هذا الضوء مستقطب، إذ تتأرجح أطواله الموجية بطريقة محددة تكشف جوانب من الكون المادي لا تستطيع أعيننا المجردة رؤيتها. في ورقتين نشرتا اليوم في رسائل مجلة الفيزياء الفلكيةكشف علماء تابعون لـ EHT عن صورة لـ Sagittarius A*، تُظهر المجالات المغناطيسية المحيطة بالثقب الأسود، كما كشف عنها الضوء المستقطب من قرص التنامي الخاص به.

ال الورقة الأولى يتضمن صورة ولمحة عامة عن ملاحظات وبيانات الفريق، في حين أن الورقة الثانية يفكك الهيكل المادي للحلقة والنماذج النظرية التي تشرح ملاحظات الفريق.

قال جيفري باور، عالم الفيزياء الفلكية في أكاديميا سينيكا في تايبيه وعضو في EHT Collaboration، في المرصد الجنوبي الأوروبي: “نظرًا لأن القوس A* يتحرك أثناء محاولتنا التقاط صورته، كان من الصعب تكوين حتى الصورة غير المستقطبة”. يطلق. “لقد شعرنا بالارتياح لأن التصوير المستقطب كان ممكنًا. وكانت بعض النماذج مشوشة ومضطربة للغاية بحيث لم تتمكن من تكوين صورة مستقطبة، لكن الطبيعة لم تكن بهذه القسوة.

كان M87 (الثقب الأسود المسمى في قلب المجرة التي تحمل الاسم نفسه). مزيد من التحقيق في عام 2021، عندما ورقتين (نشرت أيضا في رسائل مجلة الفيزياء الفلكية) وصف خصائص النفاثات التي يقذفها الثقب الأسود. وكشف الباحثون أيضًا عن صورة لـ M87 في الضوء المستقطب، تظهر خطوط المجال المغناطيسي المحيطة بالجسم فائق الكتلة.

قالت ماريافيليسيا دي لورنتيس، عالمة الفيزياء الفلكية في جامعة نابولي فيديريكو الثاني وعضوة في فريق البحث: “مع عينة من ثقبين أسودين – بكتلتين مختلفتين للغاية ومجرتين مضيفتين مختلفتين للغاية – من المهم تحديد ما يتفقان عليه وما يختلفان عليه”. تعاون EHT في نفس الإصدار. “بما أن كلاهما يوجهاننا نحو مجالات مغناطيسية قوية، فهذا يشير إلى أن هذا قد يكون سمة عالمية وربما أساسية لهذه الأنواع من الأنظمة. قد يكون أحد أوجه التشابه بين هذين الثقبين الأسودين هو وجود نفاثات، ولكن في حين أننا صورنا واحدًا واضحًا جدًا في M87*، إلا أننا لم نعثر بعد على واحد في Sgr A*.

وفي العقد المقبل، تأمل مجموعة EHT Collaboration – التي تستخدم ثمانية تلسكوبات حول العالم لتعمل كتلسكوب راديوي ضخم – في إضافة المزيد من التلسكوبات إلى نظامها والمراقبة على ترددات جديدة. يمكن أن تكشف التوسعات في التلسكوب عن أي نفث من برج القوس A* والذي قد لا يكون مرئيًا بعد.

لا يُعرف سوى القليل عن كيفية ولادة الثقوب السوداء ونموها، ويقدم EHT أول نظرة مباشرة على الأجسام الغامضة والمتطرفة. المزيد من التحليلات التي تقارن الثقوب مثل Sagittarius A* وM87 يمكن أن توضح ما هي الخصائص التي تنتمي إلى الثقوب السوداء الأصغر (ولكنها لا تزال فائقة الكتلة)، وما هي الخصائص الموجودة فقط في أكبر الثقوب السوداء.

أكثر: 9 أشياء لم تكن تعرفها عن الثقوب السوداء