رقصة مبهرجة لثقبين أسودين وحشين تم التقاطهما بواسطة تلسكوب سبيتزر الفضائي التابع لناسا

إذا كان هناك ثقبان أسودان في رقصة التانغو في الفضاء ولم يتمكن علماء الفلك من رؤيتهما ، فهل لا يزال بإمكاننا الإعجاب بحركات رقصهما البراقة؟



نظرًا لأن الثقوب السوداء تتمتع بقوة جاذبية قوية بحيث لا يمكن حتى للضوء الهروب منها ، فلا يمكن ملاحظتها بشكل مباشر وبالتالي يصعب دراستها. لكن زوجًا واحدًا من الثقوب السوداء قد فتن علماء الفلك برقصة سماوية معقدة تنتج بشكل دوري ومضات شديدة السطوع من الضوء - انفجارات أكثر إشراقًا من تريليون نجم وحتى مجرة ​​درب التبانة بأكملها.



من خلال دراسة توقيت ومضات الضوء الساطعة هذه ، حاول الباحثون رسم الخرائط المعقدة لحركات الثقوب السوداء والتنبؤ بالضبط متى سيشتعل النظام مرة أخرى. بعد أكثر من 120 عامًا من الملاحظات وعقودًا من بناء نماذج الكمبيوتر ، اكتشف علماء الفلك أخيرًا ما الذي ستفعله هذه الثقوب السوداء ، وذلك بفضل البيانات من وكالة ناسا التي تقاعدت الآن تلسكوب سبيتزر الفضائي .

فيديو: ينتج زوج الثقب الأسود مشاعل `` أكثر إشراقًا من تريليون نجم ''
متعلق ب: أعظم اكتشافات سبيتزر للكواكب الخارجية في كل العصور



هذا الفنان

يُظهر انطباع هذا الفنان ثقبين أسودين ضخمين في مجرة ​​OJ 287.(رصيد الصورة: NASA / JPL-Caltech)

يقع الثقبان الأسودان 'الراقصان' على بعد 3.5 مليار سنة ضوئية من الأرض في مركز مجرة ​​تسمى OJ 287. أكبر من الاثنين هو واحد من أكبر الثقوب السوداء التي تم اكتشافها على الإطلاق ، حيث يزيد وزنها عن 18 مليار ضعف كتلة الشمس . يدور حول هذا الثقب الأسود الكبير ثقب أسود أصغر بكثير تبلغ كتلته حوالي 150 مليون ضعف كتلة الشمس. يمر الثقب الأسود الأصغر مرتين كل 12 عامًا عبر الثقب الأكبر قرص التراكم ، أو الشريط المسطح من الغبار والغاز الذي يسقط في الثقب الأسود ، مما يخلق توهجات لامعة من الضوء.



نظرًا لأن مدار الثقب الأسود الصغير غير منتظم - يتغير موضعه مع كل حلقة مدتها 12 عامًا حول شريكه - لا تحدث هذه الومضات وفقًا لجدول زمني منتظم. في بعض الأحيان قد تحدث بفارق عام واحد فقط ، بينما تمر أحيانًا ما يصل إلى عقد من الزمان بين التوهجات. جعل التوقيت العشوائي للشعلات من الصعب على علماء الفلك معرفة نوع 'الرقص' الذي تقوم به هذه الثقوب السوداء بالضبط.

تمكنت إحدى المحاكاة الحاسوبية في عام 2010 من توقع التوهجات في غضون أسبوع إلى ثلاثة أسابيع. في عام 2018 ، نشرت مجموعة أخرى من الباحثين بقيادة لانكسوار دي ، طالب دراسات عليا في معهد تاتا للأبحاث الأساسية في مومباي ، نموذجًا جديدًا زعموا أنه يمكن أن يتنبأ بحدوث التوهجات في غضون أربع ساعات. في دراسة جديدة نُشرت الثلاثاء (28 أبريل) في رسائل مجلة الفيزياء الفلكية أفادت مجموعة داي أن ملاحظات سبيتزر عن التوهج في 31 يوليو 2019 ، تؤكد صحة نموذجها.

تُظهر هذه الرسوم المتحركة مدار الثقب الأسود الأصغر حول رفيقه الثقب الأسود الأكبر في مجرة ​​OJ 287.



تُظهر هذه الرسوم المتحركة مدار الثقب الأسود الأصغر حول رفيقه الثقب الأسود الأكبر في مجرة ​​OJ 287.(رصيد الصورة: NASA / JPL-Caltech)

تلسكوب سبيتزر الفضائي ، الذي أوقفت ناسا تشغيله في يناير ، كان في المكان المناسب في الوقت المناسب لمراقبة التوهج في ذلك اليوم ، عندما لم تكن هناك تلسكوبات أخرى على الأرض أو في الفضاء قادرة على رؤيته. في ذلك الوقت ، كان OJ 287 على الجانب الآخر من الشمس من منظور الأرض.

كان سبيتزر على بعد 158 مليون ميل (254 مليون كيلومتر) من الأرض في ذلك الوقت ، ومن وجهة نظره كان التلسكوب لديه رؤية واضحة لـ OJ 287 لأكثر من شهر بقليل ، من 31 يوليو إلى أوائل سبتمبر ، كما قال مسؤولو ناسا في بيان.

'عندما تحققت من رؤية OJ 287 لأول مرة ، صُدمت عندما وجدت أنه أصبح مرئيًا لسبيتزر في اليوم الذي تم فيه توقع حدوث التوهج التالي ،' سيبو لين ، العالم في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا / IPAC في باسادينا ، كاليفورنيا ، من أشرف على ملاحظات سبيتزر للنظام ، قال في البيان . 'لقد كان من حسن حظنا للغاية أن نتمكن من التقاط ذروة هذا التوهج باستخدام سبيتزر ، لأنه لم تكن هناك أدوات أخرى من صنع الإنسان قادرة على تحقيق هذا العمل الفذ في تلك اللحظة المحددة.'

هذا الفنان

يوضح مفهوم هذا الفنان تلسكوب سبيتزر الفضائي التابع لناسا.(رصيد الصورة: NASA / JPL-Caltech)

للتوصل إلى هذا التنبؤ الدقيق ، لم ينظر الباحثون فقط إلى الميكانيكا المدارية للنظام. كان عليهم أيضًا أن يأخذوا في الحسبان موجات الجاذبية ، أو التموجات في الزمكان التي تنشأ عندما تتحرك الأجسام الضخمة عبر الفضاء ، وتشوه محيطها. يتوقع علماء الفلك أن يولد نظام الثقب الأسود في OJ 287 موجات جاذبية قوية بما يكفي لتغيير مدار الثقب الأسود الأصغر ، وفقًا للبيان.

من خلال دمج موجات الجاذبية في حساباتهم ، تمكن الباحثون من التنبؤ بإطار زمني مدته 1.5 يومًا ينتج فيه النظام توهجًا. لكنهم قاموا بتقليص ذلك إلى أبعد من ذلك ، إلى أربع ساعات فقط ، من خلال الأخذ في الاعتبار 'نظرية عدم الشعر' للثقوب السوداء - وهي الفكرة التي اشتهر بها ستيفن هوكينغ. تفترض هذه النظرية أن أسطح الثقب الأسود عديمة الملامح ومتماثلة ، وليست وعرة وغير منتظمة. (لا تحتوي الثقوب السوداء حرفيًا على `` سطح '' ، بل لها حدود غير مرئية تُعرف باسم أفق الحدث ، حيث لا يمكن حتى للضوء الهروب من جاذبية الثقب الأسود).

إذا كان الثقب الأسود الكبير في مركز OJ 287 وعرًا ، مع توزيع كتلته بشكل غير متساوٍ ، فإن جاذبيته على الثقب الأسود الأصغر ستكون غير متسقة ، مما سيؤثر على مدار الثقب الأسود الأصغر وتوقيت التوهجات. تزعم الدراسة الجديدة أن مدار الجسم الأصغر المتماثل على شكل مخطط التنفس يدعم نظرية اللا شعر.

وقال موري فالتونين ، عالم الفيزياء الفلكية بجامعة توركو في فنلندا وأحد مؤلفي الدراسة ، في البيان: `` من المهم لعلماء الثقوب السوداء أن نثبت أو ندحض نظرية عدم الشعر ''. بدونها ، لا يمكننا الوثوق في وجود الثقوب السوداء كما تصورها هوكينغ وغيره على الإطلاق.

  • رصد سرعة الدوران القصوى لثقب أسود وحش
  • لا مفر: الغوص في ثقب أسود (رسم بياني)
  • اكتشف العلماء تحطمًا نادرًا لثقبين أسودين غير متطابقين لأول مرة

أرسل بريدًا إلكترونيًا إلى Hanneke Weitering على hweitering@demokratija.eu أو تابعها تضمين التغريدة . تابعنا على تويتر تضمين التغريدة و على موقع التواصل الاجتماعي الفيسبوك .

العرض: وفر 45٪ على 'All About Space' و 'How it Works' و 'All About History'!

لفترة محدودة ، يمكنك الحصول على اشتراك رقمي في أي من ملفات مجلاتنا العلمية الأكثر مبيعًا مقابل 2.38 دولار شهريًا فقط ، أو خصم 45٪ على السعر القياسي للأشهر الثلاثة الأولى. عرض الصفقة