في عام 2019 ، كشف العلماء عن أول صور على الإطلاق من ثقب أسود ، M87*. بدأت تلك الملاحظات موجة من التحقيقات الجديدة في كيفية عمل الثقوب السوداء ، وكيف تنمو ، وكيف تتغير. والآن ، بعد بضع ترقيات ، عادت شبكة تلسكوب الحدث الأفق مع قنبلة أخرى تركزت على M87* – مما يجعل الأدلة المثيرة للفيزياء غير المعروفة سابقًا في أفق الحدث للثقب الأسود نفسه.
في سلسلة من الصور التي التقطتها EHT بين عامي 2017 و 2021 ، لاحظ العلماء انعكاسًا غير متوقع تمامًا في الحقول المغناطيسية للثقب الأسود – بمعنى آخر ، انقلب استقطابه. كما اكتشفوا طائرات غريبة تخرج من M87*. توفر الملاحظات للباحثين وجهة نظرهم الأكثر تفصيلاً حتى الآن من الثقب الأسود ، وربما نتيجة لذلك ، الظروف القاسية المحيطة به. تم تعيين النتائج للتفصيل في ورقة الفلك والفيزياء الفلكية القادمة.
وقال ماريفيليسيا دي لورنتيس ، وهي دراسة فلكية في جامعة نابولي فيديريكو الثاني في إطلاق النار: “تُظهر هذه النتائج كيف تتطور EHT إلى مرصد علمي ناشئ بالكامل ، ولا يمكن فقط تقديم صور غير مسبوقة ولكن أيضًا لبناء فهم تدريجي ومتماسك لفيزياء الثقب الأسود”.
تغييرات غير متوقعة على ثقب أسود خارق
M87* هو ثقب أسود فائق الكتلة يجلس في وسط Galaxy M87 ، والذي يقع على بعد حوالي 55 مليون سنة ضوئية عن الأرض. يقدر هذا العملاق بأكثر من ستة مليارات ضعف كتلة شمسنا. يجب أن يمارس مثل هذا الثقب الأسود العملاق تأثير الجاذبية الضخمة على أي مسألة قريبة ، كما يظهر في حلقة البلازما البرتقالية المشرقة في الصورة.
ومع ذلك ، فإن ما أثار فاجئ علماء الفلك على حين غرة هو تحولات صارمة في اتجاه دوامة البلازما حول M87*، والمعروفة من الناحية الفنية نمط الاستقطاب. وأوضح الباحثون أن المنطقة المحيطة بـ M87* هي “بيئة متطورة ومضطربة حيث تلعب الحقول المغناطيسية دورًا حيويًا في إدارة كيفية انخفاض المادة في الثقب الأسود وكيفية إطلاق الطاقة إلى الخارج”.
وقال بول تيدي ، المؤلف المشارك للدراسة في مركز الفلك في هارفارد آند سميثسونيان: “ما هو ملحوظ هو أنه على الرغم من أن حجم الحلقة ظل متسقًا على مدار السنين ، وهو ما يتأرجح بظلال الثقب الأسود التي تنبأت بها نظرية آينشتاين ، فإن نمط الاستقطاب يتغير بشكل كبير”.
“هذا يخبرنا أن البلازما المغناطيسية التي تدور بالقرب من أفق الحدث بعيد عن الثابت ؛ إنها ديناميكية ومعقدة ، مما يدفع نماذجنا النظرية إلى الحد الأقصى” ، أضاف.
قطعة من اللغز الكوني
تشير الملاحظات إلى أن نمط الاستقطاب في الاتجاه M87* قد انقلب في عام 2017 ، قبل أن يتصاعد في الاتجاه الآخر في عام 2021.
وقال جونغو بارك ، وهو مؤلف مشارك آخر للورقة وعالم فلكي في جامعة كيونغي في كوريا الجنوبية: “إنه يتحدى نماذجنا ويظهر أنه لا يزال هناك الكثير الذي لا نفهمه بالقرب من أفق الحدث”.
إن فيزياء الثقب الأسود ، حسناً ، قليلاً من الثقب الأسود ، مع عدد لا يحصى من الأسئلة والألغاز التي لم تتم الإجابة عليها. أي تلميح يمكن أن نحصل عليه يساعد على تعزيز العلوم إلى الأمام: تعتبر الثقوب السوداء الفائقة مثل M87* ضرورية لكيفية تشكيل المجرات النجوم ، وتساعد على توزيع بذور الطاقة في جميع أنحاء الكون.
على وجه الخصوص ، إن الطائرات القوية المنبعثة من هذه الثقوب السوداء الكبيرة هي “مختبر فريد” لعلماء الفيزياء الفلكية الذين يدرسون أشعة جاما أو النيوترونات عالية الطاقة ، كما قال الباحثون ، حيث يقدمون مجموعة غنية من المعلومات حول دور الثقوب السوداء في التطور الكوني.