– أخبار 5 نوفمبر 2019 –
في السنوات الأخيرة ، كان هناك تقدم كبير في دراسة الثقوب السوداء. مكّنت أول اكتشافات لموجات الجاذبية من معرفة كيفية دمجها ، وهذا دليل إضافي على وجودها. في أبريل 2019 ، تم الكشف عن أول صورة لأفق الحدث الخاص بالثقب الأسود من خلال Event Horizon Telescope. بينما بدأنا قبل 100 عام في التفكير في وجودها النظري ، نحن الآن على يقين من الواقع المادي للثقوب السوداء.
ولكن سيكون من الخطأ الاعتقاد بأننا فهمنا الآن كل شيء عن هذه الوحوش الكونية. لن نرى أبدًا ما يحدث وراء أفق الحدث لثقب أسود ، وما زلنا غير متأكدين من حجمه أو كيفية عمله.
الكشف عن أصغر ثقب أسود حتى الآن
اكتشف فريق من الباحثين الأمريكيين أصغر ثقب أسود تم اكتشافه على الإطلاق ، وهو ثقب أسود يتكون من حوالي 3.3 كتلة شمسية. عادة ما يتم اكتشاف الثقوب السوداء عن طريق الأشعة السينية القوية أو أشعة جاما أو أشعة الراديو من قرص التزايد. لكن الثقوب السوداء الصغيرة ربما تمتص مادة أقل وبالتالي تظل غير مرئية بسبب انخفاض الإشعاع.
تم اكتشاف هذا الثقب الأسود الصغير بطريقة مختلفة. تم اكتشافه لأنه جزء من نظام ثنائي. تأثير الجاذبية على النجم المصاحب يسمح لكشفه. اكتشف الباحثون أن هذا النجم له اختلافات كبيرة في السرعة الشعاعية ، وهي علامة على أنه يرقص الفالس الجاذبية مع كائن آخر.
طريقة الكشف المستعارة من صيادي الكواكب الخارجية
عادةً ما يتم استخدام هذه الطريقة لاكتشاف الكواكب الخارجية ولكن الكائن المسؤول عن هذا التأثير الثقالي كبير جدًا بحيث لا يمكن أن يكون كوكبًا. ومع ذلك ، فإنه غير مرئي تمامًا في جميع أجزاء الطيف الضوئي ، مما يعني أنه ليس نجمًا أيضًا. هذا سمح لنا أن نستنتج وجود ثقب أسود من كتلة منخفضة.
هذا الاكتشاف مهم لأنه يخبرنا أن طرق الكشف الحالية لدينا قد لا تكتشف وجود العديد من الثقوب السوداء. جميع الثقوب السوداء التي تتفاعل بضعف شديد مع المادة المحيطة بها لا يمكن اكتشافها بواسطة إشعاع هذه المسألة. في هذه الحالة ، قد تساعد طرق الكشف الجديدة التي تركز فقط على التأثير الثقالي للثقوب السوداء في التعرف عليها بشكل أفضل.
هل توجد ثقوب سوداء أصغر؟
يعد العثور على ثقوب سوداء صغيرة أيضًا وسيلة لفهم أفضل للنجوم الضخمة والنجوم الفائقة ، التي تؤدي إلى ثقوب سوداء أو تنهار إلى نجوم نيوترونية. عادة ، يكون للثقوب السوداء النجمية كتلة أكبر من 5 أضعاف كتلة الشمس. نادراً ما تحتوي النجوم النيوترونية على أكثر من 2.9 كتلة شمسية. بين هاتين الجماعتين ، كانت الحدود غير واضحة حتى اكتشاف هذا الثقب الأسود الصغير الذي يتكون من 3.3 كتلة شمسية. لا نعرف حتى الآن ما إذا كنا سنكتشف ثقوبًا سوداء أصغر.
ثقب أسود صغير في النظام الشمسي ؟
– أخبار 1 أكتوبر 2019 –
منذ خمس سنوات ، تكهن بعض علماء الفلك بوجود كوكب تاسع في النظام الشمسي. إنهم يدعمون هذا التوقع بشأن مراقبة مسارات بعض الأجسام Transneptunian. هذه الكواكب الصغيرة تدور حول الشمس على مسافة بعيدة ، أبعد بكثير من نبتون أو حتى بلوتو. مداراتها هي اهليلجيه للغاية ، كما لو كانت منزعجة من جسم ضخم. لكنهم يبتعدون عن نبتون حتى يعتبر هذا الكوكب مسؤولاً.
قادت هذه الملاحظة مجموعة من الباحثين إلى التفكير في اضطراب مداري آخر ، وهو كوكب غير معروف يتطور على مسافة كبيرة من الشمس وحوالي 10 أضعاف كتلة الأرض. منذ إصدار هذا الافتراض في عام 2014 ، تم اكتشاف أشياء جديدة شديدة التطفل. لديهم جميعها مدارات بيضاوية ، لكننا لم نكتشف بعد كوكب 9. ربما يكون من الصعب للغاية مراقبة الكائن نظرًا لأنه بعيد جدًا ومظلم جدًا ، أو ربما يكون غير موجود.
يمكننا بالفعل أن نتخيل آليات أخرى لشرح مدارات transneptunians المتطرفة. في الأسبوع الماضي ، اقترح اثنان من الباحثين البريطانيين والأمريكيين حلاً مختلفًا لهذه المشكلة. يمكن أن يكون اضطراب transneptunians المدقع ثقب أسود. الفرضية جريئة لأنها تعتمد على وجود نوع من الثقب الأسود لم يتم اكتشافه. في الواقع ، من أجل التمسك بالمدارات الملتقطة عبر المدارات ، يجب أن يكون للثقب الأسود كتلة من خمسة إلى عشرة أضعاف كتلة الأرض ، وهو أقل بكثير من الثقب الأسود. لم يكن هذا الثقب الأسود قد تشكل بعد انهيار النجم الضخم. الاحتمال الوحيد المتبقي هو أنه سيكون ثقب أسود بدائي.
هذا النوع من الأشياء الذي يكون وجوده افتراضيًا تمامًا كان سيتشكل في بداية الكون. كان الأمر كثيفًا لدرجة أنه كان من الممكن أن ينهار محليًا لتشكيل الثقوب السوداء الأولى ، والتي قد تكون ضخمة أو صغيرة اعتمادًا على عدم الاستقرار الذي جاءت منه. الثقوب السوداء البدائية هي واحدة من المرشحين لشرح المادة المظلمة. قد يكون عددهم كبيرًا جدًا ولكن من الصعب أيضًا اكتشاف ما إذا كانوا صغارًا أم لا. إذا كانت موجودة ، فإن الثقب الأسود الذي يدور حول الشمس سيكون على سبيل المثال حجم كرة بينج بونج كبيرة.
فرضية وجود ثقب أسود بدائي ، ومع ذلك ، يحل بعض الأسئلة التي أثارتها فرضية الكوكب التاسع. إذا اعترفنا أن الكوكب التاسع يتطور 20 مرة عن الشمس عن نبتون ، يجب أن نوضح سبب وجوده. المناطق البعيدة عن النجم لا تساعد على تكوين الكواكب. قد يكون كوكبًا متجولًا تم التقاطه خلال تاريخ النظام الشمسي. لكن الثقب الأسود البدائي سيكون مناسبًا أيضًا.
عندما تصبح الفرضية الجديدة مثيرة للاهتمام فهي تقترح استراتيجيات بحثية جديدة. نحن لا نكتشف كوكبًا أو ثقبًا أسودًا بنفس الطريقة. يمكن للثقب الأسود البدائي أن ينبعث بالفعل إشعاعات يمكن اكتشافها بواسطة مراصد الفضاء FERMI أو Chandra. بطبيعة الحال ، قد يكون مجرد الوهم الجديد. قد لا يحتوي نظامنا الكوكبي على كوكب تاسع ولا ثقب أسود بدائي. ومع ذلك ، سيكون من الضروري إيجاد تفسير مقنع لمدار transneptunians الشديد.
يتحدى الثقب الأسود في وسط المجرة NGC 3147 النماذج التي أنشأها علماء الفلك
– أخبار 16 يوليو 2019 –
في أبريل 2019 ، تم الكشف عن الصورة الأولى لأفق الحدث لثقب أسود. في هذه الصورة ، يمكننا رؤية قرص لامع يحيط بمنطقة الظل المركزية. نود أن نكون قادرين على التمييز بين المزيد من التفاصيل حول قرص التزايد وحدوده ، لكن هذه الصورة الأولى تسمح لنا على الأقل بالتأكيد على أن النسبية العامة تبدو تعمل جيدًا لوصف هذه الأجرام السماوية. كان بإمكاننا أن نصدق أننا بدأنا نفهم ببطء الثقوب السوداء ، لكن الكون مليء بالمفاجآت دائمًا.
بفضل تلسكوب هابل الفضائي ، قام فريق من علماء الفلك بمراقبة مركز المجرة NGC 3147 الواقع على بعد حوالي 130 مليون سنة ضوئية من المنزل. حول ما يجب أن يكون الثقب الأسود المركزي ، اكتشفوا قرصًا رقيقًا للغاية في دوران سريع ، بما يقرب من 10٪ من سرعة الضوء. المشكلة هي أنه إذا صدقنا نماذجنا ، فلن يكون هذا القرص موجودًا.
NGC 3147 ليست مجرة نشطة للغاية ، لذلك ليس لدى الثقب الأسود المركزي الكثير لتبتلعه. في العادة ، في هذا النوع من السيناريوهات ، نتوقع أن تظهر أقراص التراكم بمظهر منتفخ ، مثل الكعك الكبير المحيط بالثقب الأسود. هذا هو بالضبط النموذج الذي يأمل الفلكيون تأكيده من خلال قيادة هذه الملاحظة. بدلاً من ذلك ، اكتشفوا ما يبدو أنه قرص تراكم رفيع للغاية ، وهو سيناريو اعتدنا على رؤيته في المجرات أكثر إشراقًا على الأقل ألف مرة.
من الواضح ، سيكون من الضروري مراجعة الطريقة التي نتصور بها أقراص التراكم الخاصة بالثقوب السوداء الفائقة الكتلة في المجرات المنتشرة. وفي الوقت نفسه ، يوفر الثقب الأسود في NGC 3147 فرصة رائعة لاختبار النسبية الخاصة والنسبية العامة. يبدو القرص التراكمي راسخًا في بئر الجاذبية في الثقب الأسود بحيث يصارع الضوء للهروب. باستخدام الطيف على متن هابل ، تمكن علماء الفلك من تحليل هذا الضوء. يبدو أكثر إشراقًا في جزء واحد من قرص التراكم من الآخر.
هذا ليس بسبب التوزيع غير المتكافئ للمادة ، بل هو تأثير تم التنبؤ به من قبل النسبية الخاصة. مصدر الضوء يتحرك بسرعة كبيرة. وبالتالي ، فإن الفوتونات التي يتم رصدها يتم تحويلها إلى اللون الأحمر أو الأزرق بواسطة تأثير دوبلر اعتمادًا على ما إذا كان مصدرها يتحرك باتجاهنا أو بعيدًا عنا ، مما يعطينا الانطباع بأن جزءًا من قرص التزايد في ثقب الثقب الأسود أكثر إشراقًا من الآخر. كان هذا هو الحال أيضًا على صورة الثقب الأسود التي أنتجتها تلسكوب الأحداث في الأفق.
كل الضوء الذي يأتي إلينا من قرص التزايد يتحول بقوة إلى اللون الأحمر. إنه مؤشر لقربها من الثقب الأسود والصعوبة التي واجهتها في الهروب من قوتها الجذابة. عند الفشل في فهم أقراص التراكم في المجرات المنتشرة تمامًا ، يمكننا على الأقل تأكيد أن النسبية هي الأداة المناسبة للنظر في الأمر. يأمل فريق علماء الفلك الآن في رؤية أقراص تراكم مدمجة للغاية تحيط بالثقوب السوداء الفائقة الكتلة من المجرات غير النشطة للغاية حتى يتمكنوا من تحديث نماذجهم.
سيتم الكشف عن الصورة الأولى للثقب الأسود غداً
– أخبار 9 أبريل 2019 –
غدًا ، سيكشف مشروع تلسكوب الأحداث في الأفق أخيرًا إما صورة القوس A أو صورة ثقب أسود هائل يقع في وسط درب التبانة.
ربما رأينا ولادة ثقب أسود أو نجم نيوتروني!
– أخبار 15 يناير 2019 –
في يونيو 2018 ، شهد علماء الفلك من جميع أنحاء العالم انفجارًا ضخمًا وقع على بعد 200 مليون سنة ضوئية في كوكبة هرقل. بعد بضعة أسابيع ، فقد الجسم الكثير من لمعانه. منذ ذلك الحين ، تتراكم الفرضيات في محاولة لشرح الطبيعة الدقيقة لهذا الحدث الكوني. هل هو مستعر أعظم قوي بشكل خاص ، وهو قزم أبيض تم خلعه بوحشية من ثقب أسود أو مغنطيس أو انفجار أشعة جاما؟
تم تسمية الكائن AT2018COW. بدا الأمر أكثر إشراقا من المستعر الأعظم العادي ، وقبل كل شيء كان يضيء ويهدأ في زمن قياسي. لم يستغرق الأمر سوى بضعة أيام حتى يصل إلى ذروة السطوع و 16 يومًا آخر لتفقد الكثير من سطوعها.
يشكر فريق دولي بالتعاون مع مرصد كيك حول مصدر هذا الحدث. لقد جمعوا بين الأشعة السينية والضوء المرئي والأشعة تحت الحمراء والموجات الراديوية من عدة مراصد. أدركوا أن هذا الحدث الكارثي دفع المادة إلى ما يقرب من 10٪ من سرعة الضوء ، واكتشف ما كان مخبأًا في قلب هذا الانفجار. يكاد يكونوا متأكدين أن الانفجار الذي لوحظ خلال صيف عام 2018 هو تشكيل ثقب أسود أو نجم نيوتروني.
هذه هي المرة الأولى التي يمكن فيها متابعة مثل هذا الحدث بشكل فعلي. تتشكل الثقوب السوداء والنجوم النيوترونية عندما يموت نجم عملاق. عندما يتم استنفاد الوقود الحراري النووي ، ينهار قلب هذه النجوم في لحظة تحت تأثير جاذبيته. تنفجر الطبقات الخارجية للنجم في انفجار هائل وتبقى كائنًا واحدًا للكثافة العالية جدًا في المركز ، أو نجمًا نيوترونيًا أو في الحالات الأكثر تطرفًا ثقبًا أسود.
نحن لا نعرف حتى الآن أي من هذين الجسمين ولد في قلب AT2018COW لكنه فرصة مثالية للغوص في الفيزياء المعقدة التي تصاحب ولادتهم. عندما تلاحظ نجمًا نيوترونيًا ، عادة ما يكون عمره بضع مئات من السنين ، إذا كنت محظوظًا.
تم تسهيل ملاحظات AT2018COW من قبل عدة أشياء. أولاً ، طرد الانفجار مواد أقل بكثير مما كان عليه عندما مات نجم كبير. ومع وجود حطام أقل بعشر مرات أمام تلسكوباتهم ، كان بإمكان الفلكيين ملاحظة إشعاع الجسم المركزي مباشرة. من ناحية أخرى ، 200 مليون سنة ضوئية هي مسافة صغيرة على النطاق الكوني. وبالتالي يمكن اكتشاف أشياء أخرى مشابهة.
تعتبر ملاحظة AT2018COW مثالًا رائعًا على الأهمية المتزايدة للسرعة في علم الفلك. العديد من الأحداث الأكثر إثارة للاهتمام في الكون سريعة الزوال. لكي تكون قادرة على مراقبتها في أفضل الظروف ، يجب تعبئة المراصد بسرعة كبيرة قبل أن يتم الانتهاء من هذه الأحداث. على سبيل المثال ، من المهم أن تكون سريعة لتكون قادرة على تحديد الإشارات الضوئية مع الكشف عن الموجات الجاذبية. هذا هو مجال جديد للتقدم للمراصد في جميع أنحاء العالم لا يتضمن أدوات أفضل ولكن تنظيمًا وتعاونًا أفضل. هذا هو الشرط الضروري للتمكن من الغوص في قلب الأحداث الأكثر عنفا في الكون.
سوف تختفي الثقوب السوداء بعد النجوم والمجرات
– أخبار من 4 نوفمبر 2018 –
تنبأ ستيفن هوكينغ أن الثقوب السوداء يمكن أن تتبخر وتختفي. على حافة أفق الحدث ، يجب أن يشكل الإشعاع إشعاع هوكينغ. هذا الإشعاع يفشل كتلة الثقب الأسود حتى التبخر الكامل. ومع ذلك ، فهو إشعاع ضعيف للغاية. وبالتالي ستكون عملية التبخر طويلة جدًا بالنسبة لمعظم الثقوب السوداء. سيبدأ بالفعل عندما يكون الكون نفسه قديمًا جدًا وباردًا. يمكن أن تنبعث الثقوب السوداء بعد ذلك إشعاعات أكثر من امتصاصها وبدء فقدانها.
بالنسبة إلى الثقب الأسود لكتلة الشمس ، سيستغرق التبخر الكلي حوالي 1064 سنة. قد تتطلب الثقوب السوداء الأكثر ضخامة في الكون ما يصل إلى 10106 سنة حتى تتبخر. هذه أرقام ضخمة لدرجة يصعب معها تخيلها. إذا كان ستيفن هوكينغ على حق ، فبعد وقت طويل من اختفاء جميع النجوم وجميع المجرات ، سيهيمن الكون على ثقوب سوداء تتبخر ببطء. وسوف تختفي في نهاية المطاف ، تاركة فراغًا كبيرًا تنتقل إليه جزيئات قليلة.
الصورة بواسطة ESO
مصادر
