اكتشف علماء الفلك توهجًا متوسطًا للأشعة تحت الحمراء من الثقب الأسود الهائل في قلب مجرة درب التبانة لأول مرة، وهو يلقي ضوءًا جديدًا على الفيزياء المعقدة التي تحرك هذه الانفجارات النشطة.
يملأ التوهج – وهو انفجار من الطاقة تتغير شدته مع تفاعل خطوط المجال المغناطيسي للثقب الأسود – منطقة من ملاحظات الثقب الأسود التي استعصت على العلماء في السابق. ومع ذلك، لا تزال هناك أسئلة حول البيئة الفوضوية القريبة من قلب الجسم السحيق.
يتم قبول اكتشاف الفريق ونمذجة التوهج للنشر في رسائل مجلة الفيزياء الفلكية وهو متاح حاليًا على خادم ما قبل الطباعة arXiv. تم تقديم النتائج اليوم في الاجتماع 245 للجمعية الفلكية الأمريكية في ناشيونال هاربور بولاية ماريلاند.
الثقب الأسود، المسمى Sagittarius A* (ينطق A-star)، هو جسم تبلغ كتلته حوالي أربعة ملايين مرة كتلة شمسنا ويقع في قلب مجرة درب التبانة. الثقوب السوداء هي أجسام شديدة الكثافة ذات مجالات جاذبية شديدة لدرجة أنه حتى الضوء لا يمكنه الهروب من حدودها إلى ما هو أبعد من نقطة تسمى أفق الحدث. في مفهوم الفنان في بداية هذا المقال، الثقب الأسود هو الهوة المظلمة الموجودة في قلب دوامة من المواد.
وقال جوزيف مايكل، أحد المؤلفين الرئيسيين للورقة البحثية والباحث في جامعة هارفارد: “منذ أكثر من 20 عامًا، عرفنا ما يحدث في نطاقات الراديو والأشعة تحت الحمراء القريبة (NIR)، لكن العلاقة بينهما لم تكن واضحة بنسبة 100٪ على الإطلاق”. مرصد سميثسونيان للفيزياء الفلكية، وهو جزء من مركز الفيزياء الفلكية | هارفارد وسميثسونيان، في إصدار مركزي. “هذه الملاحظة الجديدة في منتصف الأشعة تحت الحمراء تسد هذه الفجوة.”
يحتوي ضوء الأشعة تحت الحمراء المتوسطة على أطوال موجية أطول من الضوء المرئي ولكن أطوال موجية أقصر من موجات الراديو. ويصادف أيضًا أنه أحد تخصصات تلسكوب ويب الفضائي، والذي يلتقطه التلسكوب باستخدام أداة الأشعة تحت الحمراء المتوسطة (MIRI).
تُطلق الإلكترونات المبردة في القرص التراكمي للثقب الأسود – المادة المتوهجة شديدة الحرارة المحيطة بالجسم – طاقة لتشغيل التوهجات. تم الكشف عن دور الإلكترونات في توهجات الثقب الأسود عند الأطوال الموجية المتوسطة للأشعة تحت الحمراء، ووفقًا لمايكل، يقدم هذا دليلًا آخر حول ما يغذي التوهجات.
يوفر الاكتشاف والنموذج الذي وضعه الفريق المزيد من الوضوح والتعقيد لصورة الثقب الأسود المركزي في مجرتنا. إن نمذجة فيزياء الثقب الأسود وتصوير الأجسام بشكل مباشر يسيران جنبًا إلى جنب في تقريبنا من فهم الفيزياء التي تدعم بعض الأجسام الأكثر ضخامة وروعة في عالمنا.
قامت مؤسسة Event Horizon Telescope Collaboration بتصوير ثقب أسود مباشرةً لأول مرة في أبريل 2019؛ أعقب التعاون هذا العمل الفذ من خلال أول صورة مباشرة لـ Sagittarius A* في مايو 2022، على الرغم من أن مجموعة من الباحثين اقترحوا العام الماضي أن الصورة كانت معيبة.
في العام الماضي، أسفر التعاون – الذي يضم تلسكوبه شبكة من مراصد التلسكوبات الراديوية حول العالم – عن أعلى عمليات الرصد دقة التي تم الحصول عليها من الكوكب. وأشار العمل إلى أنه عند أطوال موجية معينة، يمكن أن تكون صور الثقوب السوداء المستقبلية أكثر وضوحًا بنسبة 50% من الصور المنشورة سابقًا.
قد يتطلب الأمر المزيد من الملاحظات للتحقق مما إذا كانت الإلكترونات المبردة عالية الطاقة هي المسؤولة بالفعل عن التوهجات. لكن هذا الاكتشاف يقدم تطورًا جديدًا في قصة الثقوب السوداء، ويوضح الدور الذي يمكن أن يلعبه تلسكوب ويب الفضائي في إزالة الغموض عن الأجسام الضخمة.