قام العلماء بحساب سرعة دوران ثقب أسود فائق الكتلة من خلال دراسة بقايا لنجم دمره.
يمكن للثقوب السوداء أن تمزق النجوم في ظاهرة تسمى حدث اضطراب المد والجزر. Credit:ESA
ساعدت البقايا "المتذبذبة" لنجم عانى من موت مروع بسبب ثقب أسود هائل في الكشف عن السرعة التي يدور بها مفترسه الكوني.
يُعتقد أن الثقوب السوداء فائقة الكتلة تولد من خلال عمليات اندماج متتالية لثقوب سوداء أصغر حجمًا، كل منها يجلب معه زخمًا زاويًا يسرع دوران الثقب الأسود الذي يولده. وبالتالي، فإن قياس دوران الثقوب السوداء فائقة الكتلة يمكن أن يمنح نظرة ثاقبة لتاريخها، ويقدم بحث جديد طريقة جديدة لإجراء مثل هذه الاستنتاجات بناءً على تأثير الثقوب السوداء الدوارة على نسيج المكان والزمان.
تم تمزيق النجم المنكوب الموجود في قلب هذا البحث بطريقة وحشية بواسطة ثقب أسود هائل خلال ما يسمى بحدث اضطراب المد والجزر (TDE). تبدأ هذه الأحداث عندما يقترب نجم من تأثير الجاذبية الهائل للثقب الأسود. وبمجرد أن يقترب النجم بدرجة كافية، تتولد قوى المد والجزر الهائلة داخل النجم، والتي تسحقه أفقيًا بينما تمده عموديًا. وهذا ما يسمى "المعكرونة"، وهي عملية تحول النجم إلى خيط من المعكرونة النجمية - ولكن الأهم من ذلك، ليس كل ذلك يلتهمه الثقب الأسود المدمر.
يتطاير بعض هذه المواد، بينما يلتف بعضها حول الثقب الأسود، مكونًا سحابة مسطحة تسمى القرص التراكمي. لا يقوم قرص التراكم هذا بتغذية الثقب الأسود المركزي تدريجيًا فحسب، بل إن قوى المد والجزر نفسها التي مزقت النجم في المقام الأول تسبب أيضًا قوى احتكاك هائلة تعمل على تسخين هذا الطبق من الغاز والغبار، مما يجعله يتوهج بشكل ساطع.
علاوة على ذلك، عندما تدور الثقوب السوداء فائقة الكتلة، فإنها تسحب معها نسيج الزمكان (وحدة رباعية الأبعاد للمكان والزمان). وهذا ما يسمى بتأثير "Lense-Thirring" أو "سحب الإطار" يعني أنه لا يوجد شيء يقف ساكنًا على حافة ثقب أسود هائل. ويتسبب هذا التأثير أيضًا في "تمايل" قصير الأمد في القرص التراكمي للثقب الأسود الذي تم تشكيله حديثًا.
الآن، اكتشف فريق من الباحثين أن "تمايل" قرص التراكم يمكن استخدامه لتحديد مدى سرعة دوران الثقب الأسود المركزي.
قال قائد الفريق ديراج "دي جي" باشام، وهو عالم في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT)، لموقع Space.com: "إن سحب الإطار هو تأثير موجود حول جميع الثقوب السوداء الدوارة". "لذلك، إذا كان الثقب الأسود المعطل يدور، فإن تدفق الحطام النجمي إلى الثقب الأسود بعد TDE يخضع لهذا التأثير."
المصدر: