الفلك

تساعد التلسكوبات الجديدة في تحديد "حلقة الفوتون" لأول ثقب أسود تم تصويره على الإطلاق

 

اكتشاف الحلقات الرقيقة سيعيد تأكيد نظرية أينشتاين في الجاذبية

تُظهر محاكاة الكمبيوتر للثقب الأسود في مركز المجرة M87 حلقتان: خط برتقالي سميك وشريط لامع رقيق بكسل على الحافة الداخلية لهذا الخط السميك. يمكن أن تساعد التلسكوبات الجديدة في تحديد وجود مثل هذه الحلقات ، والتي كانت مخفية في صور الثقب الأسود السابقة.

يمكن رصد الحلقات الخافتة من الضوء المحيطة بالثقوب السوداء الهائلة بمساعدة جيل المستقبل من التلسكوبات في الفضاء.

التوهج على شكل كعكة الدونات الذي تم رصده في الصورة الأولى للثقب الأسود ، والذي تم إصداره في أبريل 2019 بواسطة تعاون Event Horizon Telescope  ، هو أكثر تعقيدًا مما يمكن لشبكة التلسكوبات الراديوية العالمية تمييزه. جاذبية الثقب الأسود شديدة لدرجة أن بعض جسيمات الضوء ، التي تسمى الفوتونات ، يمكنها أن تدور حول الثقب الأسود جزئيًا - أو مرة أو مرتين أو عدة مرات - قبل أن تهرب لتلتقطها التلسكوبات. هذه الفوتونات التي تدور في مداراتها تنتج "حلقة فوتونية" تتكون من سلسلة من الفروع الثانوية - دوائر من الضوء تبدو أرق وأصعب على التلسكوبات في التقاطها.

يقول عالم الفيزياء الفلكية مايكل جونسون من مركز هارفارد سميثسونيان للفيزياء الفلكية في كامبريدج ، ماساتشوستس: "إنها نوعًا ما تشبه قاعة المرايا ، حيث نحصل على سلسلة لا حصر لها من الصور".

الآن ، يحسب جونسون وزملاؤه أنه بمساعدة التلسكوبات الجديدة في الفضاء ، يمكن من الناحية النظرية ملاحظة الفوتون الفرعي حول الثقب الأسود الهائل في مركز المجرة M87 ، موضوع لقطة الثقب الأسود الأولى.

يجمع تلسكوب Event Horizon ، أو EHT ، قوى التلسكوبات في جميع أنحاء العالم ، عبر تقنية تسمى قياس التداخل الأساسي الطويل جدًا ، بحيث تعمل مثل تلسكوب واحد أكبر، ولكن لاستنباط مزيد من التفاصيل ، مثل الأجزاء الفرعية للثقب الأسود ، سيحتاج الباحثون إلى إضافة تلسكوبات تفصل بينها مسافات أكبر.

أفاد الفريق في 18 مارس في Science Advances ، أن تلسكوبًا لاسلكيًا يدور حول الأرض يمكن أن يلتقط أولى الفروق. لكن مراقبة الحلقة الفرعية الثانية تتطلب تلسكوبًا أكثر بعدًا - على القمر. يمكن الكشف عن الحلقة الفرعية الثالثة بواسطة تلسكوب أبعد ، على بعد 1.5 مليون كيلومتر من الأرض.

اقترح العلماء سابقًا مثل هذه التلسكوبات ، لكن الخطط لم تبدأ بعد. يقول جونسون أن الدراسة الجديدة توفر دافعًا جديدًا لإضافة تلسكوب فضائي إلى شبكة EHT.

على الرغم من أن EHT لن يصور الحلقات الفرعية مباشرةً ، إلا أنه قد يكتشف وجودها. سيعيد هذا الاكتشاف تأكيد نظرية أينشتاين في الجاذبية ، النظرية العامة للنسبية ، التي تتنبأ بوجود الحلقات. يمكن أن يسمح أيضًا بقياسات أفضل لكتلة الثقب الأسود ومدى سرعة دورانه.

يقول عالم الفيزياء الفلكية آفي لوب من جامعة هارفارد ، والذي لم يشارك في البحث ، إن الفكرة "ستكون صعبة ، لكنها شيء نتطلع إليه". "إنه هدف مثير للجيل القادم."

المصدر

النشرة البريدية

الرجاء تعبئة التفاصيل ادناه لتلقي نشرتنا البريدية