آينشتاين على حق مرة أخرى.. علماء يكتشفون موقع تدفق المادة في الثقوب السوداء!

أكد العلماء لأول مرة أن نسيج الزمكان يأخذ "هبوطًا نهائيًا" عند حافة الثقب الأسود. إذ تم اكتشاف هذه الظاهرة بواسطة علماء الفيزياء الفلكية في جامعة أكسفورد، مما يدعم تنبؤًا رئيسيًا لنظرية النسبية العامة التي وضعها ألبرت أينشتاين.

ركز الباحثون على المناطق المحيطة بالثقوب السوداء ذات الكتلة النجمية في الأنظمة الثنائية مع نجوم مرافق تقع بالقرب من الأرض. باستخدام بيانات الأشعة السينية التي جمعت من تلسكوبات فضائية مختلفة، بما في ذلك مرصد الأشعة السينية نوستار (NuSTAR) التابع لناسا ومستكشف تكوين النجوم النيوترونية (NICER) المثبت على محطة الفضاء الدولية، تمكن العلماء من تحديد مصير الغاز المتأين والبلازما التي يتم تجريدها من النجم المرافق وتدخل في الثقب الأسود.

قال أندرو مومري، قائد الفريق: "هذه هي المرة الأولى التي نتمكن فيها من رؤية كيف تسقط البلازما التي تم تجريدها من الحافة الخارجية لنجم في مركز الثقب الأسود، وهي عملية تحدث في نظام يبعد حوالي 10,000 سنة ضوئية عن الأرض". وأضاف: "تنبأت نظرية أينشتاين بأن هذا الغطس النهائي سيحدث، لكن هذه هي المرة الأولى التي نتمكن فيها من إثبات حدوثه بالفعل".

تشير نظرية النسبية العامة لأينشتاين إلى أن الأجسام ذات الكتلة تشوه الزمكان، مما يؤدي إلى تأثير الجاذبية، فالثقوب السوداء تخلق انحناءًا شديدًا في الزمكان. وتُظهِر الثقوب السوداء ذات الكتلة النجمية ونظيراتها فائقة الكتلة، والتي يمكن أن تكون كتلتها تعادل ملايين أو مليارات الشموس، بعضًا من أقوى تأثيرات الجاذبية في مجرتنا.

قام فريق أكسفورد بدراسة فيزياء المادة في منطقة الثقوب السوداء من خلال فحص نظام ثنائي يضم نجمًا "عاديًا" وثقبًا أسود. عندما يكون النجم قريبًا بما فيه الكفاية، تقوم جاذبية الثقب الأسود بسحب المواد النجمية بعيدًا، وتشكل قرصًا متناميًا. وبعيدًا عن المدار الدائري الأعمق المستقر (ISCO)، تدخل المادة إلى "منطقة الغطس"، لتبدأ هبوطها إلى داخل الثقب الأسود.

تمت تسوية الجدل حول اكتشاف هذه المنطقة الغارقة عندما اكتشف فريق أكسفورد انبعاثات من ما وراء ISCO مباشرةً في قرص التراكم حول الثقب الأسود الثنائي MAXI J1820+070. يقع هذا الثقب الأسود على بعد حوالي 10000 سنة ضوئية من الأرض، وتعادل كتلته حوالي ثمانية شموس، ويسحب المواد من نجمه المرافق بينما ينبعث منه انبعاثات قوية من الأشعة السينية ونفاثات مزدوجة تصل سرعتها إلى 80٪ من سرعة الضوء.

أكدت ملاحظات الفريق لطيف الأشعة السينية في انفجار "الحالة الناعمة" وجود انبعاثات من منطقة الغرق، تسمى "الانبعاثات داخل ISCO". تؤكد هذه النتائج دقة النسبية العامة في وصف المناطق المحيطة بالثقوب السوداء مباشرة.

ولتعزيز هذا البحث، يتعاون فريق منفصل من قسم الفيزياء في جامعة أكسفورد مع مبادرة أوروبية لبناء التلسكوب المليمتري الإفريقي، والذي سيعزز القدرة على التقاط صور مباشرة للثقوب السوداء واستكشاف المناطق البعيدة.