اكتشاف تلسكوبات ناسا: زوج ثقوب سوداء فائقة الكتلة

اكتشاف أضواء ساطعة تقود إلى الثقوب السوداء فائقة الكتلة

رصد تلسكوبان أقرب زوج من الثقوب السوداء فائقة الكتلة حتى الآن. وقد تم رصد الثنائي، الذي يفصل بينهما حوالي 300 سنة ضوئية فقط، بأطوال موجية مختلفة من الضوء باستخدام مرصد تشاندرا للأشعة السينية التابع لناسا وتلسكوب هابل الفضائي.

ما هي الثقوب السوداء فائقة الكتلة؟

وفي حين أن الثقوب السوداء غير مرئية في الفراغ المظلم للفضاء، فإن هذين الثقبين يتوهجان بشكل ساطع بسبب تسارع الغاز والغبار الذي يتغذيان عليه وتسخينه إلى درجات حرارة عالية. يُعرف كلا الجسمين السماويين اللذين يدوران حول بعضهما البعض باسم النوى المجرية النشطة.

والنوى المجرية النشطة عبارة عن ثقوب سوداء فائقة الكتلة تطلق نفاثات ساطعة من المواد والرياح العالية التي يمكن أن تشكل المجرات التي توجد فيها.

رصد الثنائي الأقرب من الثقوب السوداء

ثنائي الثقب الأسود :هو أقرب ثنائي ثقوب سوداء تم العثور عليه من خلال الضوء المرئي والأشعة السينية. وفي حين أنه تم رصد أزواج ثقوب سوداء أخرى من قبل، إلا أنها عادة ما تكون أبعد بكثير. واكتشف علماء الفلك هذه الثقوب التي تتراقص حول بعضها البعض في مركز زوج من المجرات المتصادمة يسمى MCG-03-34-64، والذي يبعد 800 مليون سنة ضوئية.

كيف تم اكتشاف الثقوب السوداء؟

عثر علماء الفلك بالصدفة على الثقوب السوداء عندما كشفت عمليات رصد هابل عن ثلاثة مسامير من الضوء الساطع داخل الغاز المتوهج للمجرة. ونشروا اكتشافهم يوم الاثنين في مجلة الفيزياء الفلكية.

تحليل الأضواء الكونية الساطعة

وقالت المؤلفة الرئيسية للدراسة آنا ترينداد فالكاو، وهي باحثة ما بعد الدكتوراه في مركز الفيزياء الفلكية بجامعة هارفارد وسميثسونيان في كامبريدج بولاية ماساتشوستس، في بيان: "لم نكن نتوقع رؤية شيء كهذا". "هذا المنظر ليس شائعًا في الكون القريب، وأخبرتنا أن هناك شيئًا آخر يحدث داخل المجرة."

كان الفريق مفتوناً عندما التقط هابل ثلاثة مسامير حيود ضوئية في منطقة مركزة من مجرة MCG-03-34-64. تظهر مسامير الحيود عندما ينحني الضوء الصادر من منطقة كونية صغيرة حول المرآة داخل التلسكوبات.

أُجريت ملاحظات هابل بالضوء البصري، وهو مرئي للعين البشرية، لكن علماء الفلك لم يكونوا متأكدين مما كانوا يرونه. قام فريق فالكاو بإلقاء نظرة أخرى على منطقة المجرة باستخدام تلسكوب تشاندرا في ضوء الأشعة السينية.

وقالت فالكاو إنه عندما رصد العلماء المجرة باستخدام شاندرا، تمكنوا من تحديد مصدرين قويين لضوء الأشعة السينية يتطابقان مع مصادر الضوء البصري التي رصدها هابل. "لقد جمعنا هذه القطع معًا وخلصنا إلى أننا على الأرجح كنا ننظر إلى ثقبين أسودين متقاربين متباعدين للغاية."

كما قام الفريق أيضاً بالرجوع إلى بيانات الموجات الراديوية الأرشيفية التي تم جمعها من قبل مصفوفة كارل ج. جانسكي الكبيرة جداً من التلسكوبات الراديوية بالقرب من سوكورو في نيو مكسيكو. كما وجد أن ثنائي الثقب الأسود يطلق موجات راديوية نشطة.

"عندما ترى ضوءًا ساطعًا في الأطوال الموجية البصرية والأشعة السينية والراديو، يمكن استبعاد الكثير من الأشياء، مما يترك استنتاجًا أنه لا يمكن تفسيرها إلا بأنها ثقوب سوداء قريبة. عندما تضع كل القطع معاً، فهذا يعطيك صورة الثنائي (النواة المجرية النشطة)."

وفي الوقت نفسه، فإن ارتفاع الحيود الثالث الذي رصده هابل له مصدر غير معروف، ويحتاج الفريق إلى المزيد من البيانات لفهم ما يمكن أن يكون. قد يكون مصدر الضوء من الغاز الذي صدمه إطلاق مادة نشطة من أحد الثقوب السوداء.

وقالت فالكاو: "لم نكن لنتمكن من رؤية كل هذه التعقيدات بدون دقة هابل المذهلة".

وقد رصد علماء الفلك أزواجاً من الثقوب السوداء الأقرب من هذين الثقبين من خلال التلسكوبات الراديوية، لكن لم يتم رصد هذه الثنائيات في الأطوال الموجية الأخرى للضوء.

وقد كان كلا الثقبين الأسودين الهائلين بمثابة مركزين لمجرتيهما، لكن اندماج المجرات جعل الجسمين أقرب إلى بعضهما البعض. في نهاية المطاف، سيؤدي تقاربهما اللولبي إلى اندماجهما في غضون 100 مليون سنة تقريباً، وفقاً لوكالة ناسا، مما سيؤدي إلى إطلاق موجات جاذبية نشطة، أو تموجات في نسيج المكان والزمان.

ويمكن رصد موجات الجاذبية هذه الناتجة عن تصادمات الثقوب السوداء الهائلة في المستقبل بواسطة LISA، وهي بعثة هوائي مقياس التداخل الليزري الفضائي التي تقودها وكالة الفضاء الأوروبية والتي من المتوقع أن تنطلق في منتصف ثلاثينيات القرن العشرين.

رصد موجات الجاذبية في المستقبل