التقاط صورة انبعاثات ثقب أسود بسرعة قريبة من سرعة الضوء لأول مرة في تاريخ المجرّة!

التقط علماء الفلك صورة عظيمة تعرض ثقباً أسوداً هائلاً يُدعى M87*، يقذف نُفاثاً عالي السرعة من الموادّ بسرعات تقترب من سرعة الضّوء! يقع M87* على بعد 53 مليون سنة ضوئيّة من الأرض في قلب مجرّة Messier 87، وتبلغ كتلته 6.5 مليار مرّة أكبر من الشّمس. إذ تكشف هذه الصّورة الفريدة والمميّزة عن الثّقب الأسود ونفاثه ضمن إطار واحد.

باستخدام شبكة من التلسكوبات الرّاديوية، حدّد العلماء إشارات راديويّة باهتة وطويلة الموجة ناتجة عن انفجار مادّة مطرودة من الثّقب الأسود. يحمل البحث، الذي نُشر في مجلة Nature في 26 أبريل، القدرة على توفير معلومات قيّمة فيما يتعلق بتكوين مثل هذه النّفاثات السريعة بشكل استثنائي.

أوضح Ru-Sen Lu، المؤلّف الرّئيسي للورقة البحثيّة وعالم الفلك في مرصد شنغهاي الفلكي، أنّه على الرّغم من كونه بات معروفاً إطلاق هذه النفاثات من المناطق المحيطة بالثّقوب السّوداء، إلّا أنّ الآليّة الدّقيقة لا تزال غير معروفة. لفهم هذه الظاهرة بشكل أكبر، يحتاج الباحثون إلى فحص مصدر الطّائرة بالقرب من الثّقب الأسود قدر الإمكان.

تتكوّن الثّقوب السوداء من انهيار النّجوم الضخمة، وتنمو عن طريق استهلاك الغاز والغبار والنجوم والثقوب السوداء الأخرى داخل المجرّات المكوّنة للنجوم التي تؤويها. مع توسّع الثقوب السّوداء، يتسبّب الاحتكاك في تسخين المادّة الملتفّة فيها، ممّا يؤدّي إلى تكوين قرص تراكمي. في حوالي 10٪ من الحالات، يتمّ إخراج المادّة فيما بعد، ممّا يشكّل نفثاً من الغاز السّاخن والغبار الذي ينتقل بسرعة 99.995٪ من سرعة الضوء.

العمليّة الدّقيقة التي تُمكّن هذه النفاثات من تحقيق مثل هذه السّرعات والموقع المحدّد حول الثّقب الأسود حيث تنشأ لا يزال غير محدّد. يفترض علماء الفلك أنّ دوران الثّقوب السّوداء ومجالاتها المغناطيسيّة القويّة تلعب دوراً في هذه العمليّة.

لالتقاط الصّورة الجديدة، استخدم العلماء تلسكوبات راديويّة من تلسكوب جرينلاند (GLT)، و Global Millimeter VLBI Array (GMVA) في أوروبا، و Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) في تشيلي. أعادوا بناء ضوء الراديو الخافت الذي تمّ اكتشافه لإنتاج صورة مركّبة للصّورة الظلية للثقب الأسود، والمادة المحيطة، والنفاث فائق السّرعة للمواد المنبعثة منه.

وجد الفريق أنّ حلقة المادة التي تحيط بالثّقب الأسود كانت أكثر سمكاً بنسبة 50٪ ممّا كانت عليه في صورة M87 * لعام 2019، وأن نطاقاً أوسع من الإشعاع قد انبعث. تشير هذه الملاحظة إلى أنّه بالإضافة إلى الموادّ التي تدخل القرص التّراكمي، يمكن أن تكون هناك رياح جسيميّة تهبّ إلى الخارج. العلاقة بين هذه النّتائج والموقع الدّقيق لمصدر الطّائرة لا تزال غير واضحة.

صرح إدواردو روس، المؤلّف المشارك وعالم الفلك في معهد ماكس بلانك لعلم الفلك الراديوي في ألمانيا، أن الفريق يخطّط لدراسة المنطقة المحيطة بالثّقب الأسود لـ M87* بأطوال موجات راديويّة مختلفة لاستكشاف انبعاث الطائرة النّفاثة. مع تقدّم البحث، من المتوقّع أن تجلب السّنوات القادمة اكتشافات مثيرة حول المناطق الغامضة المحيطة بالثقوب السوداء.