عثر علماء الفلك على أول دليل مباشر على أن الثقب الأسود يدور، مما يؤكد مرة أخرى النظرية النسبية لأينشتاين. تم هذا الاكتشاف من خلال دراسة دفقات الطاقة القوية المنبعثة من ثقب أسود بحجم النظام الشمسي في مركز المجرة القريبة ميسييه 87. هذا الثقب الأسود، المسمى M87، هو الأكثر دراسة حتى الآن والأول من نوعه. تم تصويره مباشرة في عام 2019.
لقد توقع علماء الفيزياء الفلكية منذ فترة طويلة أن الثقوب السوداء تدور، ولكن حتى الآن تعقيد تصور الوحوش الفضائية جعل من الصعب الحصول على الأدلة. نشر الباحثون نتائجهم في 27 سبتمبر في مجلة Nature.
"بعد النجاح في تصوير ثقب أسود في هذه المجرة باستخدام تلسكوب أفق الحدث (EHTوقال كازوهيرو هادا، عالم الفلك في المرصد الفلكي الوطني الياباني، في بيان له: “إن مسألة ما إذا كان هذا الثقب الأسود يدور أم لا، أصبحت مشكلة كبيرة للعلماء”. "الآن تحول التوقع إلى ثقة. هذا الثقب الأسود العملاق يدور حقًا."
تتمتع الثقوب السوداء بجاذبية قوية لدرجة أنه لا يمكن لأي شيء (ولا حتى الضوء) الهروب من أفواهها، لكن هذا لا يعني أنه لا يمكن رؤيتها. وذلك لأن الثقوب السوداء النشطة محاطة بأقراص تراكمية - أعمدة ضخمة من المواد الممزقة من سحب الغاز والنجوم التي يتم تسخينها إلى درجات حرارة شديدة السخونة عن طريق الاحتكاك أثناء دخولها إلى فم الثقب الأسود.
يتم قذف بعض هذه المواد لتشكل نفاثتين من المواد الساخنة التي تنتقل بسرعة 99,9٪ من سرعة الضوء حوالي عُشر الوقت. لا تزال كيفية حصول نفاثات الثقب الأسود على الطاقة الهائلة التي تحتاجها للقيام بذلك لغزًا، لكن علماء الفيزياء استخدموا النظرية النسبية العامة لأينشتاين للإشارة إلى أن المادة يمكن أن تحصل عليها من المجالات المغناطيسية للوحوش الفضائية إذا دارت بسرعة حول محاورها.
من المحتمل أن الثقوب السوداء اكتسبت بعضًا من دورانها منذ أيامها الأولى كنجوم، والتي عندما انهارت فجأة إلى الداخل، أصبحت مثل المتزلجين على الجليد الذين يمدون أذرعهم للدوران بشكل أسرع. وبمرور الوقت، ربما زاد هذا الدوران بشكل أسرع بسبب تأثير تدفق المادة من النجوم التي تمزقها الثقوب السوداء أو من الاصطدامات الكارثية مع أجسام ضخمة أخرى.
وبحثًا عن تفسير لهذا الدوران بعيد المنال، لجأ علماء الفلك إلى الثقب الأسود الهائل M87، وهو فجوة ضخمة في الزمكان تستخدم كتلتها (6,5 مليار مرة كتلة الشمس) لسحب مجرة بأكملها نحو نفسها.
من خلال دراسة M87* باستخدام شبكة عالمية من التلسكوبات الراديوية من عام 2000 إلى عام 2022، وجد علماء الفلك أن نفاثات الثقب الأسود تتحرك ذهابًا وإيابًا مثل بندول الإيقاع مما يشير إلى دورة مدتها 11 عامًا. أظهر هذا أن الثقب الأسود يتحرك، أو يتذبذب، حول محوره أثناء دورانه، مثل قمة دوارة.
وقال مؤلف الدراسة الرئيسي كوي يوتشو، عالم الفلك في مختبر تشجيانغ في هانغتشو، الصين، في بيان: "نحن متحمسون لهذا الاكتشاف المهم". "نظرًا لأن المسافة بين الثقب الأسود والقرص صغيرة نسبيًا وفترة المبادرة تبلغ حوالي 11 عامًا، فإن تراكم البيانات عالية الدقة التي تتبع بنية M87 على مدار عقدين من الزمن والتحليل الدقيق ضروري للحصول على هذا الإنجاز".
بالإضافة إلى تأكيد آخر لنظرية أينشتاين، فإن اكتشاف دوران الثقب الأسود يثير عددًا من الأسئلة المثيرة للاهتمام. ومن بينها تلك المتعلقة بالأحداث الكارثية التي يمكن أن تكون سببًا في الدوران السريع، بالإضافة إلى إمكانية اكتشاف مجالات الفوتون - وهي حلقة خافتة من الضوء تحيط بثقب أسود يمكن أن توفر أدلة مهمة لنظرية الجاذبية الكمية.
اقرأ أيضا: