تكشف جاذبية انحناء الضوء عن أحد أكبر الثقوب السوداء التي تم اكتشافها على الإطلاق

تكشف جاذبية انحناء الضوء عن أحد أكبر الثقوب السوداء التي تم اكتشافها على الإطلاق

تمت مراجعة هذه المقالة وفقًا لـ Science X’s عملية التحرير
و سياسات.
المحررين سلط الضوء على السمات التالية مع ضمان مصداقية المحتوى:

التحقق من الحقائق

منشور راجعه النظراء

مصدر موثوق

التدقيق اللغوي

انطباع فنان عن الثقب الأسود ، حيث يشوه مجال الجاذبية الشديد للثقب الأسود الفضاء المحيط به. يؤدي هذا إلى تشويه صور ضوء الخلفية ، المصطفة خلفه مباشرة تقريبًا ، في حلقات دائرية مميزة. يوفر تأثير الجاذبية “العدسة” طريقة مراقبة لاستنتاج وجود الثقوب السوداء وقياس كتلتها ، بناءً على مدى أهمية انحناء الضوء. يستهدف تلسكوب هابل الفضائي المجرات البعيدة التي يمر ضوءها قريبًا جدًا من مراكز المجرات المتداخلة في مقدمة الأرض ، والتي من المتوقع أن تستضيف ثقوبًا سوداء فائقة الكتلة تزيد عن مليار ضعف كتلة الشمس. حقوق الصورة: ESA / Hubble، Digitized Sky Survey، Nick Risinger (skysurvey.org)، N. Bartmann

اكتشف فريق من علماء الفلك واحدًا من أكبر الثقوب السوداء التي تم اكتشافها على الإطلاق ، مستفيدًا من ظاهرة تسمى عدسة الجاذبية.

استخدم الفريق ، بقيادة جامعة دورهام بالمملكة المتحدة ، عدسة الجاذبية – حيث تنحني مجرة ​​في المقدمة الضوء من جسم بعيد وتضخمه – وعمليات محاكاة الكمبيوتر العملاق في منشأة DiRAC HPC ، والتي مكنت الفريق من فحص كيفية انحناء الضوء عن كثب بواسطة ثقب أسود داخل مجرة ​​تبعد مئات الملايين من السنين الضوئية عن الأرض.

ووجدوا ثقبًا أسود هائلاً ، جسمًا تزيد كتلته عن 30 مليار مرة كتلة شمسنا ، في المجرة الأمامية ، وهو مقياس نادرًا ما يراه علماء الفلك.

هذا هو أول ثقب أسود يتم اكتشافه باستخدام هذه التقنية ، حيث يحاكي الفريق الضوء الذي ينتقل عبر الكون مئات الآلاف من المرات. تتضمن كل محاكاة ثقبًا أسودًا جماعيًا مختلفًا ، مما يغير رحلة الضوء إلى الأرض.

عندما قام الباحثون بتضمين ثقب أسود فائق الكتلة في إحدى عمليات المحاكاة الخاصة بهم ، فإن المسار الذي اتخذه الضوء من المجرة البعيدة للوصول إلى الأرض يطابق المسار الذي شوهد في الصور الحقيقية التي تم التقاطها بواسطة تلسكوب هابل الفضائي.

تم نشر النتائج اليوم في المجلة الإخطارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية.

فيديو يوضح كيف استخدم علماء الفلك عدسة الجاذبية لاكتشاف ثقب أسود كتلته 30 مليار ضعف كتلة الشمس في مجرة ​​تبعد 2 مليار سنة ضوئية. الائتمان: جامعة دورهام

قال المؤلف الرئيسي للدكتور جيمس نايتنجيل ، قسم الفيزياء بجامعة دورهام ، “هذا الثقب الأسود بالتحديد ، الذي تبلغ كتلته حوالي 30 مليار مرة كتلة شمسنا ، هو واحد من أكبر الثقب الذي تم اكتشافه على الإطلاق وعلى الحد الأعلى لمدى كبر حجمنا. نعتقد أن الثقوب السوداء يمكن أن تصبح نظريًا ، لذا فهو اكتشاف مثير للغاية “.

READ  أبلغت ولاية يوتا عن 827 حالة إصابة بفيروس كورونا الجديد يوم الاثنين

تحدث عدسة الجاذبية عندما يبدو أن مجال الجاذبية لمجرة في المقدمة ينحني ضوء مجرة ​​في الخلفية ، مما يعني أننا نلاحظها أكثر من مرة.

مثل العدسة الحقيقية ، يعمل هذا أيضًا على تكبير مجرة ​​الخلفية ، مما يسمح للعلماء بدراستها بتفاصيل محسّنة.

صورة ثابتة للفيديو – ثقب أسود – هندسة العدسة. الائتمان: جامعة دورهام
صورة ثابتة بالفيديو – ثقب أسود – صورة مرصودة. الائتمان: جامعة دورهام

قال الدكتور نايتنجيل: “معظم الثقوب السوداء الكبيرة التي نعرفها في حالة نشطة ، حيث تسخن المادة التي يتم سحبها بالقرب من الثقب الأسود وتطلق الطاقة على شكل ضوء وأشعة سينية وإشعاعات أخرى. ”

“ومع ذلك ، فإن عدسة الجاذبية تجعل من الممكن دراسة الثقوب السوداء غير النشطة ، وهو شيء غير ممكن حاليًا في المجرات البعيدة. يمكن أن يتيح لنا هذا النهج اكتشاف العديد من الثقوب السوداء خارج كوننا المحلي ويكشف كيف تطورت هذه الأجسام الغريبة مرة أخرى في الزمن الكوني.”

تفتح الدراسة ، التي تشمل أيضًا معهد ماكس بلانك الألماني ، احتمالية محيرة أن علماء الفلك يمكنهم اكتشاف ثقوب سوداء غير نشطة وفائقة الكتلة مما كان يعتقد سابقًا ، والتحقيق في كيفية نموها بهذه الضخامة.

بدأت قصة هذا الاكتشاف بالذات في عام 2004 عندما لاحظ عالم الفلك الزميل بجامعة دورهام ، البروفيسور أليستر إيدج ، قوسًا عملاقًا لعدسة جاذبية عند مراجعة صور مسح المجرات.

صورة ثابتة بالفيديو – ثقب أسود – كتلة صحيحة. الائتمان: جامعة دورهام
صورة ثابتة للفيديو – ثقب أسود – كتلة عالية جدًا. الائتمان: جامعة دورهام
صورة ثابتة للفيديو – ثقب أسود – كتلة منخفضة جدًا. الائتمان: جامعة دورهام

سريعًا إلى الأمام 19 عامًا وبمساعدة بعض الصور عالية الدقة من تلسكوب هابل التابع لناسا ومنشآت الكمبيوتر العملاق DiRAC COSMA8 في جامعة دورهام ، تمكن الدكتور نايتنجيل وفريقه من إعادة النظر في هذا واستكشافه بشكل أكبر.

يأمل الفريق أن تكون هذه هي الخطوة الأولى في تمكين استكشاف أعمق لأسرار الثقوب السوداء ، وأن التلسكوبات المستقبلية واسعة النطاق ستساعد علماء الفلك على دراسة الثقوب السوداء البعيدة لمعرفة المزيد عن حجمها وحجمها.

READ  عالمة فيزياء تخترع صاروخ اندماجي قد يأخذ البشر إلى المريخ

معلومات اكثر:
جيمس نايتينجيل وآخرون ، أبيل 1201: الكشف عن ثقب أسود فائق الكتلة في عدسة جاذبية قوية ، الإخطارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية (2023). DOI: 10.1093 / mnras / stad587

معلومات المجلة:
الإخطارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية


Written By
More from Fajar Fahima
لبنان تحت الحكم الأردني
الرياض: سيستضيف منظمو مؤتمر LEAP في المملكة العربية السعودية أكثر من 400...
Read More
Leave a comment

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *