أدق صور الثقب الأسود على الإطلاق أصبحت قريبة. وهنا لماذا

أسفرت الاختبارات التي أجرتها مؤسسة Event Horizon Telescope Collaboration عن أعلى عمليات رصد تم الحصول عليها من الأرض على الإطلاق، مما أرسى أساسًا مثيرًا لعمليات الرصد المستقبلية للثقوب السوداء.

من المعروف أن تلسكوب أفق الحدث (EHT) قد زود البشرية بأول صورة لثقب أسود في أبريل 2019. وأعقب التعاون هذه الملاحظة بصورة للثقب الأسود في مركز مجرتنا، المسمى Sagittarius A*، في مايو. 2022.

التلسكوب نفسه عبارة عن شبكة من مراصد التلسكوبات الراديوية عبر سطح الأرض والتي تتم مزامنتها وتركيزها على مصدر ضوء محدد (الثقوب السوداء) لالتقاط صور واضحة لمناطق الزمكان التي تشغلها العمالقة. والأهم من ذلك، أن صورة الثقب الأسود هي في الواقع صورة للمادة شديدة الحرارة المحيطة بالثقب الأسود نفسه، حيث لا يمكن لأي ضوء الهروب من الثقب الأسود. صورة الثقب الأسود هي في الواقع صورة لظل الثقب الأسود.

في دراسة التعاون الأخيرة – المنشورة اليوم في المجلة الفلكية– يصف الفريق الطريقة التي قاموا من خلالها بتحسين دقة التلسكوب. عادة، سيحصل علماء الفلك على صور ذات دقة أعلى باستخدام تلسكوب أكبر، ولكن EHT يمتد بالفعل عبر الأرض. وبدلاً من ذلك، لاحظ التعاون أطوال موجية أقصر من الضوء، مما أدى إلى الحصول على صور أكثر وضوحًا.

“مع EHT، رأينا الصور الأولى للثقوب السوداء باستخدام ملاحظات الطول الموجي 1.3 ملم، ولكن الحلقة الساطعة التي رأيناها، والتي تشكلت بسبب انحناء الضوء في جاذبية الثقب الأسود، لا تزال تبدو ضبابية لأننا كنا عند الحدود المطلقة لكيفية حدوث ذلك”. وقال ألكسندر ريموند، الباحث في مختبر الدفع النفاث التابع لناسا والمؤلف الرئيسي المشارك للدراسة، في بيان للمرصد الأوروبي الجنوبي: “لقد تمكنا من التقاط الصور”.

وأضاف: “عند 0.87 ملم، ستكون صورنا أكثر وضوحًا وتفصيلاً، والتي بدورها ستكشف على الأرجح عن خصائص جديدة، سواء تلك التي تم التنبؤ بها سابقًا وربما بعضها لم يتم التنبؤ به”.

وفي اختبار فائدة الأطوال الموجية الأقصر لالتقاط صور أكثر وضوحًا، استخدم التعاون مجموعة فرعية من المصفوفات – ALMA وتجربة Atacama Pathfinder، أو APEX، في تشيلي. ومن خلال تركيز المصفوفات الفرعية على المجرات البعيدة، حقق التعاون ملاحظات عند 19 ميكروثانية قوسية، وهو ما يتوافق مع أعلى الصور دقة التي تم التقاطها على الإطلاق من سطح الأرض.

وعلى الرغم من أن الفريق حقق ملاحظات بهذه الدقة العالية، إلا أنهم لم ينتجوا صورًا لأن الهوائيات المستخدمة في الدراسة كانت غير قادرة على إعادة بناء الصورة من البيانات المجمعة.

وعندما يعيد التعاون تركيز اهتمامه على الثقوب السوداء، فقد يكون التحسن في الدقة كبيرًا. وفقًا لإصدار ESO، عند أطوال موجية معينة، تمكن الفريق من الحصول على صور للثقوب السوداء أكثر وضوحًا بنسبة 50٪ من الصور المنشورة سابقًا.

إلى جانب الثقوب السوداء التي تم تصويرها بالفعل، فإن زيادة الدقة قد تعني أن التعاون سيكون لديه وقت أسهل في تصوير الثقوب السوداء الأكثر بعدًا، أو الأصغر، أو الخافتة من الثقوب السوداء الهائلة التي تم تصويرها في عامي 2019 و2022.