الإصغاء إلى صدى الثقوب السوداء

أحدث أخبار الفضاء وعلم الفلك، تكتبها إيزي بارسن

إن دراسة الثقوب السوداء هي أمر صعب جداً، كما يعلم تماماً الفريق العلمي الذي أنتج الصورة الأخيرة لقلب درب التبانة، وذلك لأنها كذلك- بالضبط- سوداء. لقد تمكن فريق تلسكوب أفق الحدث Event Horizon Telescope من إنتاج الصورة باستخدام تلسكوب بحجم الكوكب؛ ولكن في هذه الأثناء، هناك فريق آخر يستخدم طريقة أكثر غرابة- ألا وهي تحديد الموقع بالصدى Echolocation. 

مجرّة درب التبانة هي موطن لعشرات ملايين الثقوب السوداء، خلَّفتها انفجارات السوبرنوفا Supernovae. وهي غير مرئية في معظم الأوقات إلى أن تبدأ بالتهام الغاز من حولها، وهو ما يؤدي إلى إطلاق دفق من الأشعة السينية X-Ray. ثم يرتد هذا عن الغاز المحيط ويرجع صداه لينير الغاز المحيط. والآن يتعقب فريق من علماء الفلك من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (اختصاراً: المعهد MIT) ما مجموعه 10 ثقوب سوداء تبعث الصدى- ثمانية منها كانت اكتشافات جديدة- ورصدوها لعدة أشهر. 

تقول الباحثة جينجي وانغ Jingyi Wang في المعهد MIT، والتي قادت الدراسة: ”تتراوح كتلة هذه الثقوب السوداء بين 5 و15 كتلة شمسية، وهي توجد كلها ضمن أنظمة نجمية ثنائية Binary systems عادية، منخفضة الكتلة، وشبيهة بالشمس“.

بمقارنة التأخير في وصول الضوء من هالة الثقب الأسود إلى الأرض مع وصول الصدى، تمكن الفريق من رسم خريطة للغاز حول الثقب الأسود.

كشف هذا أن الثقوب السوداء تمر في البداية بمرحلة ”قاسية“ Hard، تستمر عدة أسابيع، حيث تشكّل هالات إكليلية من فوتونات عالية الطاقة Coronas of high-energy photons وتطلق نفاثات Jets من المادة بسرعات قريبة من سرعة الضوء. تبدأ النفاثات والإكليل أولاً في البثّ، قبل الانتقال مجدداً إلى مرحلة “لينة” Soft منخفضة الطاقة. رأى الفريق أنه مع انتقال الثقب الأسود من القاسي إلى الناعم، ازداد التأخر الزمني للصدى، مما يشير إلى أن الفجوة بين الهالة والقرص المحيط كانت تزداد حجماً. أحد التفسيرات هو أن الإكليل يخضع لتوسع قصير الأمد نحو الخارج مع إنهائه وليمتَه الكونية، ثم يتراجع.

وتقول إيرين كارا Erin Kara من المعهد MIT: ”نحن في بدايات القدرة على استخدام أصداء الضوء هذه لإعادة بناء البيئات الأقرب مسافة إلى الثقب الأسود. لقد أظهرنا الآن أنه من الشائع رصد هذه الأصداء، ونحن قادرون على سبر الصلات بين قرص الثقب الأسود والنفاثة والهالة بطريقة جديدة“.

انتقل إلى الصفحة ب،ت لمزيد من المعلومات حول صورة الثقب الأسود المركزي في مجرّة درب التبانة.