منوعات

يكشف علماء الفلك عن مجالات مغناطيسية حلزونية قوية على حافة الثقب الأسود المركزي في درب التبانة

صورة جديدة من تعاون Event Horizon Telescope (EHT) – والذي يضم علماء من مركز الفيزياء الفلكية | هارفارد وسميثسونيان (CfA) – اكتشفا مجالات مغناطيسية قوية ومنظمة حلزونيًا من حافة الثقب الأسود الهائل Sagittarius A* (Sgr A*). شوهد هذا المنظر الجديد للوحش الكامن في قلب مجرة ​​درب التبانة لأول مرة في الضوء المستقطب، وكشف عن بنية مجال مغناطيسي تشبه بشكل لافت للنظر تلك الموجودة في الثقب الأسود في مركز المجرة M87، مما يشير إلى وجود مجال مغناطيسي قوي. قد تكون الحقول مشتركة بين جميع الثقوب السوداء. يشير هذا التشابه أيضًا إلى وجود طائرة نفاثة مخفية في Sgr A*. تم نشر النتائج اليوم في رسائل من مجلة الفيزياء الفلكية.

كشف العلماء عن أول صورة لـ Sgr A* – التي تبعد حوالي 27000 سنة ضوئية عن الأرض – في عام 2022، كاشفين أنه على الرغم من أن الثقب الأسود الهائل في مجرة ​​درب التبانة أصغر بألف مرة وأقل كتلة من ثقب M87، إلا أنه يبدو بشكل ملحوظ. مشابه. وهذا جعل العلماء يتساءلون عما إذا كان الاثنان يشتركان في أي سمات مشتركة بخلاف مظهرهما. لمعرفة ذلك، قرر الفريق دراسة القوس A* في الضوء المستقطب. وجدت الدراسات السابقة للضوء حول M87* أن المجالات المغناطيسية حول الثقب الأسود العملاق سمحت له بإرسال نفاثات قوية من المواد إلى البيئة. بناءً على هذا العمل، كشفت الصور الجديدة أن الأمر نفسه قد ينطبق على الرامي أ*.

وقالت سارة عيسون، عضو برنامج زمالة هابل التابع لناسا، وزميل أينشتاين في مرصد سميثسونيان للفيزياء الفلكية: “ما نراه الآن هو أن هناك مجالات مغناطيسية قوية وملتوية ومنظمة بالقرب من الثقب الأسود في مركز درب التبانة”. (ساو). ) عالم فيزياء فلكية وقائد مشارك للمشروع. “بالإضافة إلى حقيقة أن القوس A* لديه بنية استقطاب مشابهة بشكل لافت للنظر لتلك التي لوحظت في الثقب الأسود الأكبر والأقوى M87*، فقد تعلمنا أن المجالات المغناطيسية القوية والمنظمة ضرورية لكيفية تفاعل الثقوب السوداء مع الغاز”. وأهمية من حولهم.

الضوء عبارة عن موجة كهرومغناطيسية متذبذبة أو متحركة تسمح لنا برؤية الأشياء. في بعض الأحيان يتأرجح الضوء في اتجاه مفضل، ونطلق عليه “مستقطب”. على الرغم من أن الضوء المستقطب يحيط بنا، إلا أنه لا يمكن للعين البشرية تمييزه عن الضوء “العادي”. في البلازما المحيطة بهذه الثقوب السوداء، تضفي الجسيمات التي تدور حول خطوط المجال المغناطيسي نمطًا من الاستقطاب عموديًا على المجال. وهذا يسمح لعلماء الفلك برؤية تفاصيل واضحة بشكل متزايد لما يحدث في مناطق الثقب الأسود ورسم خريطة لخطوط المجال المغناطيسي الخاصة بهم.

وقال هارفارد بلاك هول: “من خلال تخيل الضوء المستقطب من الغاز الساخن المتوهج بالقرب من الثقوب السوداء، نستنتج بشكل مباشر بنية وقوة المجالات المغناطيسية التي توجه تدفق الغاز والمادة التي يتغذى منها الثقب الأسود ويقذفها”. المبادرة وأنجيلو ريكارت، الرئيس المشارك للمشروع. “يخبرنا الضوء المستقطب الكثير عن الفيزياء الفلكية، وخصائص الغاز والآليات التي تحدث عندما يتغذى الثقب الأسود.”

لكن تصوير الثقوب السوداء في الضوء المستقطب ليس بسيطًا مثل ارتداء زوج من النظارات الشمسية المستقطبة، وهذا ينطبق بشكل خاص على Sgr A*، الذي يتغير بسرعة كبيرة بحيث لا يبقى ثابتًا عند التقاط الصور. يتطلب تصوير الثقب الأسود الهائل أدوات متطورة، تتجاوز تلك المستخدمة سابقًا لالتقاط M87*، وهو هدف أكثر استقرارًا. قال بول تيد، باحث ما بعد الدكتوراه في CfA وعالم الفيزياء الفلكية في SAO: “من المثير أننا تمكنا من إنشاء صورة مستقطبة للقوس A*. تطلبت الصورة الأولى شهورًا من التحليل المتعمق لفهم طبيعتها الديناميكية والكشف عن بنيتها المتوسطة. تضيف الصورة المستقطبة إلى التحدي المتمثل في ديناميكيات المجالات المغناطيسية حول الثقب الأسود. غالبًا ما تنبأت نماذجنا بوجود مجالات مغناطيسية شديدة الاضطراب، مما يجعل من الصعب للغاية إنشاء صورة مستقطبة. ولحسن الحظ، فإن ثقبنا الأسود أكثر هدوءًا بكثير، مما يجعل الصورة الأولى ممكنة.”

العلماء متحمسون للحصول على صور للثقبين الأسودين الهائلين في الضوء المستقطب، لأن هذه الصور، والبيانات المصاحبة لها، تقدم طرقًا جديدة لمقارنة وتباين الثقوب السوداء ذات الأحجام والكتل المختلفة. ومع تحسن التكنولوجيا، من المرجح أن تكشف الصور المزيد من الأسرار حول الثقوب السوداء وأوجه التشابه والاختلاف بينها.

وقال ميشي بوبوك، باحث ما بعد الدكتوراه في جامعة إلينوي في أوربانا شامبين: “يختلف M87* والقوس A* في عدة جوانب مهمة: M87* أكبر بكثير، وهو يجذب المادة من محيطه بوتيرة أسرع بكثير”. . لذلك ربما توقع المرء أن تكون المجالات المغناطيسية مختلفة جدًا أيضًا، ولكن في هذه الحالة تبين أنها متشابهة تمامًا، مما قد يعني أن هذه البنية مشتركة بين جميع الثقوب السوداء. تساعدنا الثقوب السوداء في الإجابة على العديد من الأسئلة المفتوحة – بدءًا من كيفية تشكيل الطائرات وإطلاقها، إلى ما الذي يغذي التوهجات الساطعة التي نراها في ضوء الأشعة تحت الحمراء والأشعة السينية.

أجرى EHT العديد من عمليات الرصد منذ عام 2017، ومن المتوقع أن يرصد Sgr A* مرة أخرى في أبريل 2024. وفي كل عام، تتحسن الصور حيث يشتمل EHT على تلسكوبات جديدة، وعرض نطاق ترددي أكبر وترددات جديدة للرصد. ستعمل التوسعات المخطط لها في العقد القادم على إنتاج أفلام عالية الدقة للقوس A*، ويمكن أن تكشف عن نفاثات مخفية، ويمكن أن تسمح لعلماء الفلك بمراقبة ميزات الاستقطاب المماثلة في الثقوب السوداء الأخرى. وفي الوقت نفسه، فإن تمديد EHT إلى الفضاء سيوفر صورًا أكثر وضوحًا للثقوب السوداء أكثر من أي وقت مضى.

تقود CfA العديد من المبادرات الرئيسية التي تهدف إلى تحسين ISE بشكل كبير خلال العقد المقبل. يجري مشروع الجيل التالي من EHT (ngEHT) ترقية تحويلية لـ EHT، بهدف جلب العديد من أطباق الأقمار الصناعية الجديدة عبر الإنترنت، وتمكين عمليات المراقبة المتزامنة متعددة الألوان، وزيادة الحساسية العامة للشبكة. سيمكن امتداد ngEHT الشبكة من إنتاج أفلام في الوقت الفعلي للثقوب السوداء الهائلة على مقياس أفق الحدث. ستحل هذه الأفلام البنية التفصيلية والديناميكيات بالقرب من أفق الحدث، مع تسليط الضوء على سمات الجاذبية “المجالية القوية” التي تنبأت بها النسبية العامة، بالإضافة إلى تفاعل التراكم وإطلاق الطائرات النسبية التي تنحت هياكل واسعة النطاق في الكون. وفي الوقت نفسه، فإن مفهوم مهمة مستكشف الثقب الأسود (BHEX) سيعمل على توسيع EHT إلى الفضاء، مما ينتج الصور الأكثر وضوحًا في تاريخ علم الفلك. سوف يتيح BHEX اكتشاف وتصوير “حلقة الفوتون” – وهي حلقة حادة تتكون من انبعاث عالي العدسات حول الثقوب السوداء. تنطبع خصائص الثقب الأسود على حجم وشكل حلقة الفوتونات، مما يكشف عن كتل ودورات العشرات من الثقوب السوداء، ويظهر بدوره كيف تنمو هذه الأجسام الغريبة وتتفاعل مع المجرات المضيفة لها.

التلسكوبات الفردية المشاركة في EHT في أبريل 2017، عندما تم إجراء الملاحظات، كانت: مصفوفة أتاكاما المليمترية الكبيرة / تحت المليمترية (ALMA)، تجربة أتاكاما باثفايندر (APEX)، تلسكوب IRAM 30 مترًا، وتلسكوب جيمس كليرك ماكسويل. (JCMT)، تلسكوب ألفونسو سيرانو المليمتري الكبير (LMT)، مصفوفة المصفوفة دون المليمترية (SMA)، تلسكوب UArizona دون المليمتري (SMT)، تلسكوب القطب الجنوبي (SPT).

منذ ذلك الحين، أضاف تلسكوب EHT إلى شبكته تلسكوب جرينلاند (GLT)، الذي تديره ASIAA وCfA، ومصفوفة المليمتر الشمالية الممتدة (NOEMA)، وتلسكوب UArizona الذي يبلغ قطره 12 مترًا على قمة كيت.

..

Source link

orcalimaa

المصدر الرئيسي للأخبار والمعلومات الصحية والطبية الموثوقة وفي الوقت المناسب . توفير معلومات صحية ذات مصداقية ومجتمع داعم وخدمات تعليمية من خلال مزج الخبرة الحائزة على جوائز في المحتوى والخدمات المجتمعية وتعليقات الخبراء والمراجعة الطبية .

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

زر الذهاب إلى الأعلى