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.
في هذه المقالة سنخبرك عن خصائص وأصل والمزيد عن الثقب الأسود الوحيد 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. ولكي نفهم كيفية تشكلها بشكل أفضل، يمكننا أن ننظر إلى كيفية تشكل الثقوب السوداء في النجوم الأخرى، حيث أن هذه العملية حاسمة لتحديد أصل الثقوب السوداء في مجرة درب التبانة.
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 نتائجهم لعلماء الفلك بتقدير أن أقرب ثقب أسود معزول ذو كتلة نجمية 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 وجوده للتو. على بعد 4 سنوات ضوئية. غالبًا ما يتم العثور على الثقوب السوداء ذات الكتلة النجمية مع النجوم المرافقة، مما يجعل هذا الأمر غير عادي ويسلط الضوء على أهمية فهم المزيد عن الثقوب السوداء في كوننا.
الثقوب السوداء في مجرة درب التبانة يولدون من نجوم عملاقة نادرة تزيد كتلتها عن 20 ضعف كتلة الشمس، والتي تشكل أقل من ألف من العدد الإجمالي للنجوم في مجرة درب التبانة. تنفجر هذه النجوم على شكل مستعرات عظمى، حيث يتم سحق أنويتها بفعل الجاذبية وتتحول إلى ثقوب سوداء. وبما أن الانفجار الذاتي ليس متماثلًا تمامًا، فمن الممكن أن يندفع هذا الثقب الأسود وينطلق عبر مجرتنا، ليصبح ثقبًا أسود مارقًا. لمزيد من المعلومات، يمكنك استكشاف الحقائق الممتعة حول ثقب أسود في مجرتنا.
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.
يؤدي تشويه الفضاء الناجم عن الجاذبية لجسم أمامي يمر أمام نجم بعيد إلى انحناء وتضخيم الضوء القادم من النجم الخلفي مؤقتًا أثناء مروره أمامه. يستخدم علماء الفلك هذه الظاهرة، والتي تسمى العدسة التجاذبية الدقيقة، لدراسة النجوم والكواكب الخارجية. لكن توقيع الثقب الأسود في المقدمة فريد من نوعه بين أحداث العدسة الدقيقة الأخرى، مما يجعله أمرًا بالغ الأهمية لفهم مجرتنا.
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.
تم بعد ذلك استخدام هابل لقياس كتلة الثقب الأسود ومسافته وسرعته. وقد دفع ذلك فريق كايلاش ساهو في معهد علوم تلسكوب الفضاء في بالتيمور بولاية ماريلاند إلى تقدير كتلته بنحو سبع كتل شمسية. على سبيل المثال، أحدثت الصورة الأولى للثقب الأسود ثورة في فهمنا لهذه الظواهر، كما يتضح من الصورة الأولى للثقب الأسود تم الحصول عليها من قبل فريق تلسكوب أفق الحدث.
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 تساعدك هذه المعلومات على معرفة المزيد عن الثقب الأسود الذي تم اكتشافه في مجرة درب التبانة وخصائصه.