يقدر علماء الفلك أن هناك حوالي 100 مليون ثقب أسود تجوب النجوم في مجرتنا ، لكن حتى الآن لم يتعرفوا على ثقب أسود واحد. ومع ذلك ، بعد ست سنوات من الملاحظات الدقيقة ، قدم تلسكوب هابل الفضائي أول دليل مباشر على وجود ثقب أسود وحيد ينجرف عبر الفضاء بين النجوم عن طريق قياس كتلة الجسم الوهمي بدقة. إنه يقع في حوالي أ الثقب الأسود في مجرة درب التبانة.
سنخبرك في هذه المقالة عن خصائص الثقب الأسود وأصله والمزيد عن الثقب الأسود في مجرة درب التبانة.
ما هو الثقب الأسود
بادئ ذي بدء ، عليك أن تعرف جيدًا ما هو الثقب الأسود نظرًا لوجود العديد من الأساطير حوله. الثقب الأسود هو ظاهرة فلكية تنشأ عندما ينهار نجم ضخم تحت تأثير جاذبيته. مما أدى إلى ظهور منطقة من الفضاء ذات كثافة عالية بشكل لا يصدق وجاذبية قوية للغاية. في ظل هذه الظروف ، يتم ضغط المادة بطريقة يتم فيها تقليل حجمها إلى الصفر عمليًا ، مما يؤدي إلى تفرّد ، نقطة كثافة لا نهائية في مركز الثقب الأسود.
السمة المميزة للثقب الأسود هي أفق الحدث الخاص به ، وهو عبارة عن حدود خيالية حوله لا يمكن للضوء أو أي شيء آخر الهروب بعدها. هذا يعني أن أي جسم يعبر هذه الحدود سيُحاصر بشكل ميؤوس منه داخل الثقب الأسود ، مما يعطي مظهر "ثقب" في الفضاء.
الثقوب السوداء غير مرئية مباشرة ، لأنها لا تصدر ضوءًا ، ولكن يمكن الاستدلال على وجودها من خلال تأثيرها على المادة المحيطة.
الثقب الأسود في مجرة درب التبانة
حتى الآن ، تم استنتاج جميع كتل الثقوب السوداء إحصائيًا أو من خلال التفاعلات في أنظمة النجوم الثنائية أو نوى المجرة ، مما يجعل هذا اكتشافًا مميزًا للغاية.
يقع الثقب الأسود المارق المكتشف حديثًا على بعد حوالي 5.000 سنة ضوئية في الذراع الحلزونية Carina-Sagittarius لمجرة درب التبانة. ومع ذلك ، سمحت النتائج التي توصلوا إليها لعلماء الفلك بتقدير أن أقرب ثقب أسود ذو كتلة نجمية معزولة إلى الأرض قد يكون على بعد 80 سنة ضوئية فقط ، وهو قريب نسبيًا بالنظر إلى أن أقرب نجم إلى نظامنا الشمسي ، بروكسيما سنتوري ، قد انتهى للتو. 4 سنوات ضوئية. غالبًا ما تصادف الثقوب السوداء ذات الكتلة النجمية نجومًا مصاحبة لها ، مما يجعل هذا النجم غير عادي.
الثقوب السوداء في مجرة درب التبانة يولدون من نجوم عملاقة نادرة تزيد كتلتها عن 20 ضعف كتلة الشمس، والتي تشكل أقل من واحد في الألف من العدد الإجمالي للنجوم في مجرة درب التبانة. تنفجر هذه النجوم على شكل مستعرات عظمى ، يتم سحق نواتها بفعل الجاذبية وتصبح ثقوبًا سوداء. نظرًا لأن الانفجار الذاتي ليس متماثلًا تمامًا ، يمكن لهذا الثقب الأسود أن ينطلق ويطلق عبر مجرتنا ، ليصبح ثقبًا أسودًا متجولًا.
كشف الثقوب السوداء
لا تستطيع التلسكوبات تصوير ثقب أسود ضال لأنه لا يصدر أي ضوء. ومع ذلك ، فإن الثقب الأسود يشوه الفضاء ، والذي بدوره ينحني ويضخم الضوء الصادر عن نجم ، أو أي شيء يكون خلفه مؤقتًا.
لذلك ، للكشف عن الثقوب السوداء ، تراقب التلسكوبات الأرضية سطوع ملايين النجوم في حقول النجوم الغنية وفي اتجاه الانتفاخ المركزي لمجرة درب التبانة ، بحثًا عن سطوع واضح ومفاجئ يكشف عن ثقوب سوداء ضخمة. الأشياء تمر بيننا وبين النجوم.
ينحني تشوه الفضاء الناجم عن قوة الجاذبية لكائن أمامي يمر أمام نجم بعيد بشكل مؤقت ويضخم الضوء القادم من نجم الخلفية أثناء مروره أمامه. يستخدم علماء الفلك هذه الظاهرة ، التي تسمى الجاذبية الدقيقة ، لدراسة النجوم والكواكب الخارجية. لكن توقيع الثقب الأسود في المقدمة فريد من نوعه بين أحداث العدسة الدقيقة الأخرى.
ستعمل الجاذبية القوية للثقب الأسود على إطالة مدة تأثير العدسة لأكثر من 200 يوم. أيضًا ، إذا كان الكائن الوسيط نجمًا أماميًا ، فيمكن أن يتسبب في حدوث تغير قصير في اللون في ضوء النجوم المقاس لأن الضوء من النجوم الأمامية والخلفية يختلط مؤقتًا. ولكن لم يلاحظ أي تغيرات في اللون أثناء أحداث الجاذبية الدقيقة.
ثم تم استخدام هابل لقياس كتلة الثقب الأسود ومسافته وسرعته. قاد ذلك فريق كايلاش ساهو في معهد علوم تلسكوب الفضاء في بالتيمور ، ماريلاند ، لتقدير كتلته بحوالي سبع كتل شمسية.
تفسير بديل للثقب الأسود في مجرة درب التبانة
من جانبه ، أبلغ فريق آخر من علماء الفلك بقيادة كيسي لام من جامعة كاليفورنيا في بيركلي ، والذي درس هذه الظاهرة أيضًا ، عن قياسات أقل قليلاً لكتلته ، مما يعني أن الجسم يمكن أن يكون ثقبًا أسود أو نجمًا نيوترونيًا. لذا نعم يفعلون. أنا لا أستبعد الاحتمال الثاني.
لذلك ، يقدرون ذلك كتلة الجسم المضغوط غير المرئي بين 1,6 و 4,4 ضعف كتلة الشمس. في النهاية العليا من النطاق ، سيكون الكائن عبارة عن ثقب أسود ؛ في النهاية العليا من النطاق ، سيكون الكائن عبارة عن ثقب أسود ؛ في النهاية العليا من النطاق ، سيكون الكائن عبارة عن ثقب أسود. في النهاية المنخفضة ، سيكون نجمًا نيوترونيًا.
على الرغم من وجود ما يقدر بنحو 100 مليون ثقب أسود منعزل يجوب مجرتنا ، بالنسبة لعلماء فلك هابل ، فإن العثور على أدنى تلميح لأحدهم يشبه البحث عن إبرة في كومة قش.
"بقدر ما نريد أن نقول إنه ثقب أسود بالتأكيد ، علينا النظر في جميع الخيارات. وأوضحت جيسيكا لو من فريق بيركلي أن هذا يشمل ثقوبًا سوداء أقل ضخامة وربما نجومًا نيوترونية. "ولكن مهما كان الأمر ، هذا الكائن هو أول بقايا نجم مظلم يتم العثور عليها في مجرة درب التبانة دون وجود نجم آخروأضاف رام.
كان الحصول على القياسات مهمة صعبة لكلا الفريقين لأن نجمًا ساطعًا جدًا كان قريبًا جدًا من الكائن المرصود. قال ساهو: "الأمر أشبه بمحاولة قياس الحركات الصغيرة لليراعة بجوار مصباح كهربائي ساطع". "كان علينا أن نطرح بعناية الضوء من النجوم الساطعة القريبة لقياس الانحراف بدقة من المصدر الخافت."
يقدر فريق ساهو ذلك ينتقل الثقب الأسود المعزول عبر مجرة درب التبانة بسرعة 100.000 ميل في الساعة، بالسرعة الكافية للسفر من الأرض إلى القمر في أقل من ثلاث ساعات. هذا أسرع من معظم النجوم القريبة الأخرى في هذه المنطقة من مجرتنا.
آمل أن تتمكن من خلال هذه المعلومات من معرفة المزيد عن اكتشاف الثقب الأسود في مجرة درب التبانة خصائصه.