قرص الثقب الأسود الذي يجب ألا يكون موجودًا

صحيح ، مجرة ​​حلزونية مواجهة. على اليسار ، رسم للثقب الأسود والقرص بخطوط منحنية نصف قطرية.

إلى اليسار ، صورة تلسكوب هابل الفضائي للمجرة الحلزونية NGC 3147 ، تقع على 130 مليونسنوات ضوئيةبعيدًا في اتجاه الكوكبة الشماليةدراكو. حسنًا ، رسم فنان للثقب الأسود الهائل الموجود في قلب المجرة. يزن هذا الثقب الأسود الوحشي حوالي 250 مليون ضعف كتلة شمسنا. ومع ذلك ، فإن الثقب الأسود لـ NGC 3147 هادئ نسبيًا ، ولم يتوقع علماء الفلك العثور على قرص رفيع. صورة عبرناسا(صورة هابل: NASA / ESA / S. Bianchi، A. Laor، M. Chiaberge. رسم توضيحي: NASA / ESA / A. Feild / L. Hustak).

قال علماء الفلك الذين استخدموا تلسكوب هابل الفضائي في وقت سابق من هذا الشهر أنهم وجدوا قرصًا رقيقًا من المواد التي لا ينبغي أن تكون موجودة ، تدور حول ثقب أسود هائل في قلب مجرة ​​حلزونية على بعد حوالي 130 مليون سنة ضوئية. لم يتوقع علماء الفلك رؤية قرص حول الثقب الأسود في مركز المجرة NGC 3147. وكان يُعتقد أن هذه المجرة تحتوي على مثال رائع علىالثقب الأسود الهائل، الذي لم يكن 'يتغذى' على كميات هائلة من المواد التي تدور فيه من القرص المصاحب. ومع ذلك ، يبدو أن القرص موجود. يبدو أنه نفس النوع من الأقراص - في حالة الثقوب السوداء التي يتم تغذيتها جيدًا في المجرات الأخرى - فقد شوهد لإنتاج منارة رائعة تسمى aالكوازار. لكن لا يوجد نجم كوازار هنا. الثقب الأسود المركزي هادئ. وهكذا… لغزا!

مؤلف الدراسة الأول ،ستيفانو بيانكيمن جامعة روما تري في روما ، إيطاليا (تضمين التغريدةعلى تويتر) ، قال في أبيان:

نوع القرص الذي نراه هو كوازار مصغر لم نتوقع وجوده. إنه نفس نوع القرص الذي نراه في الأشياء التي يزيد سطوعها 1000 مرة أو حتى 100000 مرة. من الواضح أن تنبؤات النماذج الحالية لديناميكيات الغاز في المجرات النشطة الخافتة للغاية فشلت.

ومع ذلك ، فإن الفريق متحمس بشأن هذا الاكتشاف. إنه يمنحهم فرصة لاستكشاف فيزياء الثقوب السوداء وأقراصها بشكل أكثر شمولاً. بالإضافة إلى ذلك ، قالوا إن الثقب الأسود وقرصه يقدمان:

... فرصة فريدة لاختبار نظريات النسبية لألبرت أينشتاين. تصف النسبية العامة الجاذبية بأنها انحناء الفضاء ، وتصف النسبية الخاصة العلاقة بين الزمان والمكان.

كانت ورقة الفريقنشرت11 يوليو 2019 ، فيمراجعة الأقرانمجلةالإخطارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية.



لماذا لم يتوقع علماء الفلك قرص الثقب الأسود هذا؟ ألا تُحاط الثقوب السوداء عادةً بأقراص مثل هذه؟ ليس تماما. تبدو الثقوب السوداء المركزية الهائلة في مجرات مثل NGC 3147 لعلماء الفلك على أنها 'تعاني من سوء التغذية'. يُعتقد أن السبب في ذلك هو عدم وجود ما يكفي من المواد الملتقطة عن طريق الجاذبية لإطعامهم بانتظام. أوضحت ناسا:

لذلك ، ينتفخ الضباب الرقيق للمواد المتساقطة مثل الكعك بدلاً من التسطيح في قرص على شكل فطيرة. لذلك ، من المحير جدًا وجود قرص رفيع يحيط بثقب أسود جائع في NGC 3147 والذي يحاكي الأقراص الأكثر قوة الموجودة في المجرات النشطة للغاية ذات الثقوب السوداء الوحشية المحتقنة.

اختار علماء الفلك في البداية هذه المجرة للتحقق من صحة النماذج المقبولة التي تشرح المجرات مثل NGC 3147 ، تلك التي بها ثقوب سوداء على نظام غذائي هزيل من المواد. أحد علماء الفلك المشاركين في الدراسة -آري لاورمن معهد التخنيون الإسرائيلي للتكنولوجيا ومقره حيفا بإسرائيل - علق في بيان:

كنا نظن أن هذا هو أفضل مرشح لتأكيد أنه أقل من بعض اللمعان ، لم يعد قرص التراكم موجودًا بعد الآن. ما رأيناه كان شيئًا غير متوقع تمامًا. وجدنا غازًا متحركًا ينتج ميزات يمكننا تفسيرها فقط على أنها تنتج عن مادة تدور في قرص رفيع قريب جدًا من الثقب الأسود.

بقعة سوداء في منتصف القرص البرتقالي محاطة بشبكة نصف قطرية من الخطوط الخضراء المنحنية.

مفهوم الفنان لقرص الثقب الأسود حول المجرة NGC 3147. توضح ملاحظات تلسكوب هابل الفضائي للثقب الأسود نظريتين من نظريات أينشتاين في النسبية. صورة عبرناسا.

قال هؤلاء الفلكيون إن هذه المجرة وثقبها الأسود وقرصها الغامض يمنحهم فرصة لاستخدام نظريات أينشتاين للنسبية لاستكشاف العمليات الديناميكية بالقرب من الثقب الأسود. يُعتقد أن كتلة الثقب الأسود تبلغ حوالي 250 مليون شمس. هذا على عكس 4 ملايين شمس للهدوءالثقب الأسود المركزيفي مركز مجرتنا درب التبانة. قال بيانكي:

هذه نظرة خاطفة مثيرة للاهتمام على قرص قريب جدًا من ثقب أسود ، قريب جدًا من أن سرعات وشدة سحب الجاذبية تؤثر على شكل فوتونات الضوء. لا يمكننا فهم البيانات إلا إذا قمنا بتضمين نظريات النسبية.

في الرسم التوضيحي أعلاه ، تمثل السمات ذات اللون الأصفر المحمر التي تدور حول الثقب الأسود وهج الضوء من الغاز المحبوس بواسطة جاذبية الثقب القوية. سجل تلسكوب هابل المواد التي تدور حول الثقب الأسود وكأنها تتحرك بأكثر من 10٪ من سرعة الضوء. أوضحت ناسا:

الثقب الأسود مضمن في عمق مجال الجاذبية الخاص به ، كما هو موضح بالشبكة الخضراء التي توضح الفضاء المشوه. حقل الجاذبية قوي جدًا لدرجة أن الضوء يكافح من أجل التسلق ، وهو مبدأ موصوف في نظرية أينشتاين للنسبية العامة. كما أن المادة تتدحرج بسرعة كبيرة حول الثقب الأسود لدرجة أنها تضيء عندما تقترب من الأرض على جانب واحد من القرص وتصبح أكثر خفوتًا كلما تحركت بعيدًا. هذا التأثير يسمىنسبية مبتهجة، التي تنبأت بها نظرية النسبية الخاصة لأينشتاين.

أعضاء الفريقماركو تشيابيرجعلق:

لم نر أبدًا تأثيرات كل من النسبية العامة والخاصة في الضوء المرئي بهذا الوضوح.

خلاصة القول: لم يتوقع علماء الفلك رؤية قرص رفيع حول الثقب الأسود الهائل في مركز المجرة NGC 3147. وقالوا إن هذا الاكتشاف يساعدهم في استكشاف فيزياء الثقوب السوداء وأقراصها. تتطلب السرعات المعنية ، وشدة الجاذبية للثقب نفسه ، نظريات أينشتاين للنسبية لفهم ما يحدث في هذا النظام البعيد ، الذي يبعد 130 مليون سنة ضوئية.

مصدر:HSTتكشف النقاب عن منطقة خط عريض مدمجة نسبية بشكل معتدل في النوع الحقيقي المرشح 2 NGC 3147

عبر وكالة ناسا