تم الكشف عن المجالات المغناطيسية فائقة القوة في الصورة الأولى للثقب الأسود

بالعربي/ قد يطلق المجال المغناطيسي نفاثة ضخمة من المادة والطاقة من الثقب الأسود.

قد تشرح الصور الأولى من نوعها للمجال المغناطيسي حول الثقب الأسود كيف يطلق الثقب الأسود نفاثة من الطاقة والمادة في الفضاء لمدة تزيد عن 5000 سنة ضوئية. 

تأتي الصور الجديدة من أول ثقب أسود تم تصويره على الإطلاق ، والذي يقع في مركز Messier 87 ، وهي مجرة ​​إهليلجية عملاقة تبعد 55 مليون سنة ضوئية. في عام 2017 ، قام تعاون دولي ضم أكثر من 300 باحث بتنسيق 11 تلسكوبًا لاسلكيًا حول العالم لمراقبة مركز M87. أطلق على التلسكوب المشترك الناتج اسم تلسكوب أفق الحدث (EHT). وكانت النتيجة ، التي صدرت في عام 2019 ، صورة لثقب أسود محاط بكعكة من المادة المتوهجة .

الآن ، يكشف تحليل جديد للبيانات أن الضوء في هذا الدونات المتوهج مستقطب جزئيًا ، مما يعني أن موجات الضوء تهتز في مستوى واحد. هذا هو توقيع الضوء الذي مر عبر الفضاء الساخن الممغنط ، ووجوده يعني أنه يمكن للباحثين البدء في رسم خريطة للحقل المغناطيسي على حافة الثقب الأسود. 

في ورقتين جديدتين تم نشرهما اليوم (24 مارس) في مجلة الفيزياء الفلكية ، وجد العلماء أن المجال المغناطيسي قد يكون قويًا بما يكفي لدفع المادة التي كانت ستسقط بشكل غير قابل للاسترداد بعد أفق حدث الثقب الأسود. النتيجة: تيار من المادة والطاقة ينطلق من الثقب الأسود والمجرة المحيطة به مثل بقعة ضوء.

قال جيسون ديكستر: “لقد عمل الكثير من الناس لفترة طويلة على كيفية السماح للحقول المغناطيسية بالسقوط في الثقوب السوداء ، وكيف يطلقون الطائرات ، ونحن الآن مستعدون حقًا لبدء اختبار هذه النظريات مباشرةً باستخدام صور الثقب الأسود المستقطبة”. عالم فيزياء فلكية في جامعة كولورادو ، بولدر ، ومنسق مجموعة عمل نظرية EHT.

الضوء المستقطب 

لإنشاء خرائط المجال المغناطيسي الجديدة ، كان على الباحثين اختيار الاستقطاب من مجموعة بيانات صاخبة جدًا. الضوء المستقطب ليس سوى جزء من الضوء الكلي المحيط بالثقب الأسود ، والذي يتم إنشاؤه عن طريق المادة التي تنتقل بسرعة كبيرة وتحتك ببعضها البعض ، مما يؤدي إلى توليد الطاقة والتوهج. علاوة على ذلك ، كان على فريق البحث أن يفصل إشارة هذا المجال المغناطيسي عن الخطأ الناتج عن الغلاف الجوي للأرض عبر 11 تلسكوبًا مختلفًا ، وعن طريق الأجهزة الداخلية في تلك التلسكوبات.

قال دكستر لـ Live Science: “كان اكتشاف تلك الإشارات الأضعف نسبيًا وتفسير الخطأ الأكبر جهدًا هائلاً”.

في البداية ، بدا الأمر كما لو أن 1٪ إلى 3٪ فقط من الضوء المحيط بالثقب الأسود مستقطب. ولكن عندما قام الباحثون بتكبير الجزء المستقطب ، أدركوا أن ما بين 10٪ و 20٪ من الحلقة المتوهجة مستقطبة. قال دكستر إنه عند حساب المتوسط ​​عبر جميع البيانات ، فإن الضوء المستقطب الذي ينتقل في اتجاه واحد “يلغي” الضوء المستقطب الذي ينتقل في الاتجاه المعاكس ، لذا فإن نسبة الضوء المستقطب تبدو منخفضة بشكل مصطنع. 

تنتج المغناطيسية من الغاز الساخن الذي يدور حول الثقب الأسود. عندما تدور جزيئات الغاز المشحونة ، فإنها تقوي المجال المغناطيسي. لكن الباحثين وجدوا أنه ليس كل المجال المغناطيسي يدور ببساطة مع الغاز المتصاعد.

قال دكستر: “لا نرى نفس خريطة الاستقطاب والصورة التي كنا نتوقعها إذا كانت الحقول المغناطيسية ملفوفة حول الثقب الأسود من جرها مع الغاز”. “[الحقل] قوي لأنه يمكنه مقاومة السحب مع الغاز أثناء دورانه حول الثقب الأسود.”

الهروب من ثقب أسود

لطالما اشتبه علماء الفيزياء الفلكية في أن المجالات المغناطيسية المحيطة تلعب دورًا في مساعدة الثقوب السوداء على النمو وفي طرد المادة والطاقة في النفاثات الهائلة. تمكن علماء الفيزياء الفلكية من قياس المجالات المغناطيسية داخل النفاثات ، ولكن هذه هي المرة الأولى التي تمكنوا فيها من النظر مباشرة إلى المجال الموجود في قاعدة النفاثات. 

قال دكستر: “الشيء الرئيسي هنا هو محاولة فهم كيفية هيكلة المجال بمجرد اقترابه من الثقب الأسود”. 

حاول Dexter وزملاؤه مطابقة أنواع مختلفة من الحقول مع بيانات EHT باستخدام نماذج الكمبيوتر. ووجدوا أن الحقول التي تطابق بيانات M87 تميل إلى إنتاج نفاثات قوية.

وقال: “هناك الكثير لا نعرفه ، ويجب أن نكون حذرين ، لكنها إشارة مثيرة للاهتمام أن المجالات المغناطيسية ربما تلعب هذا الدور النشط في نمو الثقوب السوداء وإطلاق الطائرات”. الإعلاناتالمحتوى ذو الصلة

ستساعد الملاحظات المستقبلية للثقب الأسود في قلب M87 في حل هذا اللغز ، حيث إن أي تقلبات بمرور الوقت ستمكن الباحثين من بناء خرائط أكثر تفصيلاً للحقول المغناطيسية. ستساعدهم المزيد من الملاحظات أيضًا في إزالة التشوهات من البيانات ، مما يوفر صورة أوضح. قال دكستر إنه لا يوجد سبب أيضًا لعدم إمكانية تدريب EHT على الثقب الأسود في مركز مجرتنا درب التبانة. 

وقال: “إنها نتيجة مثيرة للغاية ، تعلم المزيد عن صورة الثقب الأسود هذه والخصائص الفيزيائية وراء صورة الثقب الأسود في M87”. “انها البداية فقط.” 

المصدر/ livescience.comالمترجم/barabic.com