تم رصد المجال المغناطيسي المحيط بالثقب الأسود الهائل في مركز درب التبانة لأول مرة. علماء الفلك يستخدمون حدث الأفق التلسكوب (EHT) بالطبيعة المنظمة للمجال الموجود في البيئة العنيفة للغاية المحيطة بالثقب الأسود Sagittarius A*. يمكن أن تؤدي الدراسة إلى فهم أفضل للدور الحاسم الذي يلعبه المجال المغناطيسي في كيفية تغذية الثقب الأسود بالمادة المحيطة.
هذه هي المرة الثانية التي يرصد فيها EHT المجال المغناطيسي لثقب أسود هائل. وفي عام 2021، رصدت مجال الثقب الأسود في مركز المجرة ميسييه 87 (م 87).
ويعتقد أن الثقوب السوداء الهائلة محاطة بالبلازما التي تدور في هاوية الجاذبية. وهذا يخلق مجالًا مغناطيسيًا قويًا، يمكنه بعد ذلك التفاعل مع المادة المتساقطة. تنبعث من هذه المادة المتسارعة كميات وفيرة من الإشعاع، بما في ذلك موجات الراديو المستقطبة بواسطة المجال المغناطيسي المحلي.
شبكة عالمية
EHT عبارة عن شبكة عالمية من التلسكوبات الراديوية التي يمكنها قياس هذا الاستقطاب وبالتالي رسم خريطة للمجال المغناطيسي المحيط بالثقب الأسود.
يبلغ وزن برج القوس A* حوالي 6.6 مليون كتلة شمسية، وهو أقل كتلة بألف مرة من كتلة M87 العملاقة. وعلى الرغم من هذا الاختلاف الكبير، فوجئ علماء الفلك في EHT بتشابه المجالات المغناطيسية بين الجسمين.
يقول: "كنا نتوقع العثور على بعض الدلائل على المجال المغناطيسي لأننا نعلم ببساطة أن برج القوس A* لا يزال يتغذى، ببطء شديد". زيري يونسي من جامعة كوليدج لندن، وهو عضو في فريق EHT. "ما لم نتوقعه هو أن نمط الاستقطاب سيكون مشابهًا جدًا في الشكل لـ M87."
من المتوقع أن تحتوي جميع الثقوب السوداء فائقة الكتلة التي تتراكم عليها المادة على مجال مغناطيسي مدمج في أقراص التراكم الخاصة بها. يرتكز الحقل في البلازما خارج أفق الحدث مباشرةً، ثم يتم تضخيمه بواسطة دوران الثقب الأسود. الثقب الأسود M87 نشط للغاية مع وجود قرص بلازما كبير متراكم، مقارنة بـ Sagittarius A*.
التحكم في التدفق
تحتوي المجالات المغناطيسية لكلا الجسمين على خطوط مجال مغناطيسي في تكوينات تشبه الدوامة (انظر الشكل). كلما كانت الخطوط أقرب إلى بعضها البعض، كان المجال المغناطيسي أقوى وأكثر تنظيما. يقدر يونسي أن قوة المجال المغناطيسي لبرج القوس A* تتساوى مع قوة مغناطيس الثلاجة. وفي حين أن هذا قد لا يبدو كثيرًا، إلا أنه قوي بما يكفي للتأثير على تدفق البلازما المتراكمة، وبالتالي المساعدة في التحكم في كيفية تغذية الثقب الأسود.
إن التشابه الواضح في هياكل المجالين المغناطيسيين دفع بعض علماء الفلك إلى التساؤل عن أوجه التشابه المحتملة الأخرى.
يتميز الثقب الأسود في M87 بشكل خاص بنفاثته النسبية. هذا عبارة عن شعاع من الجسيمات المتوازية بإحكام يتم مسحها من قرص التراكم بواسطة المجال المغناطيسي ويتم تسريعها للخارج لتقترب من سرعة الضوء. تكون إحدى النفاثة مرئية على طول محور دوران الجسم ومن الممكن أن تمتد أخرى في الاتجاه المعاكس.
نظرًا للتشابه في البنية المغناطيسية، فمن الممكن أن يستضيف القوس A* أيضًا نفاثات نسبية لم يتم اكتشافها حتى الآن.
فقاعات غامضة
في الواقع، يمكن أن تكون مثل هذه التدفقات مصدر فقاعات فيرمي الغامضة في درب التبانة. هذان عمودان ضخمان من الجسيمات المشحونة التي ترتفع 25,000 سنة ضوئية فوق مستوى المجرة وتحته. يقدر عمرها ببضعة ملايين من السنين فقط، وقد نشأت من مركز المجرة، لكن سببها غير مؤكد.
ومع ذلك، يشير يونسي إلى أن الطائرة النفاثة متوازية بدرجة كبيرة، في حين أن فقاعات فيرمي تمتد على مساحة أوسع وتشبه الانفجار تقريبًا. وبينما يعتبر أوجه التشابه بين الثقبين الأسودين "غريبة"، يقول يونسي عالم الفيزياء من شكوكه في أن الثقب الأسود في مجرتنا لديه نفث.
ويقول: "يمكن للمرء أن يأخذ بعض الحرية ويبالغ في تفسير ذلك ويقول ربما يكون هذا دليلاً على احتمال وجود طائرة". "أو ربما نحتاج إلى بيانات أفضل في المستقبل وبدقة أعلى وربما نرى أن نمط الاستقطاب يتغير قليلاً."
تغيير خاطف
تقع M87 على بعد 53 مليون سنة ضوئية، وقرص تراكم الثقب الأسود الخاص بها ضخم، لذا فإن هذين العاملين يعنيان أننا لا نراها تتغير كثيرًا خلال أطر زمنية قصيرة. القوس A* أقرب إلينا بكثير على مسافة حوالي 26,000 سنة ضوئية، وقرصه التراكمي الأصغر بكثير يعني أن EHT يمكنه رؤية قرص التنامي يتغير على مدار دقائق وساعات.
وبالتالي، كانت الصورة الأولى لـ Sagittarius A* (السطوع وليس الاستقطاب)، التي صدرت في عام 2022، عبارة عن منظر متوسط الوقت للثقب الأسود، ويشير يونسي إلى أنه قد يكون مجرد مصادفة أن الصورة المتوسطة الوقت للثقب الأسود كانت مجرد مصادفة. يبدو المجال المغناطيسي مشابهًا لـ M87، مما يعني أن البحث عن النفاثات قد يكون عديم الجدوى.
يقول يونسي: "إن برج القوس A* يتغير بسرعة كبيرة، لذلك هناك الكثير من عدم اليقين في البنية الظاهرة في الصورة". "نحن بحاجة إلى بعض المراقبة على المدى الطويل، لأن ما ننظر إليه الآن يمكن أن يكون مجرد صدفة تصادف أنها تبدو مثل M87 وهي في الواقع لا تمثل الحالة العامة لمتوسط الوقت. ومن الممكن أن تتغير هذه الصورة كثيرًا في السنوات القليلة المقبلة.
إذا سمحت الأحوال الجوية، يقوم EHT بمراقبة برج القوس A* كل عام، وكان آخر مرة في شهر أبريل من هذا العام. كما أنها تواصل مراقبة الثقب الأسود في M87 وتحاول اكتشاف الثقوب السوداء الهائلة في المجرات الأخرى. كلما زاد عدد الثقوب السوداء التي تمت ملاحظتها، زادت معرفتنا ما إذا كان الثقب الأسود في برج القوس A* وM87 من الأمثلة النموذجية حقًا.
تم وصف الملاحظات في ورقتين في رسائل مجلة الفيزياء الفلكية. ورقة واحدة يغطي قياسات الاستقطاب والآخر يصف آثارها.
- محتوى مدعوم من تحسين محركات البحث وتوزيع العلاقات العامة. تضخيم اليوم.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. تمكين نفسك. الوصول هنا.
- أفلاطونايستريم. ذكاء Web3. تضخيم المعرفة. الوصول هنا.
- أفلاطون كربون، كلينتك ، الطاقة، بيئة، شمسي، إدارة المخلفات. الوصول هنا.
- أفلاطون هيلث. التكنولوجيا الحيوية وذكاء التجارب السريرية. الوصول هنا.
- المصدر https://physicsworld.com/a/milky-ways-supermassive-black-hole-has-a-surprising-magnetic-personality/
