الثقوب السوداء ، تلك التفردات الغامضة التي تقع على حافة الهاوية المعروفة وغير المعروفة ، تدهشنا بسلوكهم. كما أوضحت منظمات مثل Event Horizon Telescope ، هناك الكثير من الأشياء التي لا نعرفها عن الثقوب ، والأسوأ من ذلك أننا لا نعرف حتى كم لا نعرفه.
لاحظ العلماء الآن ظاهرة جديدة تضيف إلى غموض الثقب الأسود: ثقب أسود سريع الدوران يطرد الكتل الضخمة من البلازما.
الثقب الأسود المعني هو جزء من زوج ثنائي يسمى V404 Cygni. يأكل الثقب الأسود نجمه المرافق ، ويمتص كتلته في قرص التنامي ، ثم يخرج المواد عبر طائرتين. هذا ليس أمرا غير معتاد بالنسبة للثقب الأسود ، على الرغم من أنه ليس كلهم لديهم طائرات. ولكن ما هو غير عادي هو توقيت المواد التي تقذفها الطائرات. فبدلاً من التدفق الثابت ، تخرج المادة في النقط.
V404 Cygni تبعد حوالي 8000 سنة ضوئية عن الأرض. تم رصده لأول مرة في عام 1989 عندما طرد انفجارًا هائلاً من المواد والإشعاعات عالية الطاقة. ثم سقطت خاملة لمدة 26 سنة.
ثم ، في عام 2015 ، اندلع مرة أخرى ، وتمكن القمر الصناعي التابع لوكالة الفضاء الأوروبية (ESA) INTEGRAL (INTErATIONAL Gamma-Ray Astrophysics Laboratory) من دراسته في أشعة غاما عالية الطاقة. أصبح ألمع شيء في السماء في أشعة جاما. في ذلك الوقت ، قال عالم المشاريع INTEGRAL Erik Kuulkers ، "سلوك هذا المصدر استثنائي في الوقت الحالي ، مع ومضات الضوء الساطعة المتكررة على مقاييس زمنية أقصر من ساعة ، وهو أمر نادرًا ما يُرى في أنظمة الثقب الأسود الأخرى.”
ما الذى حدث؟
من المفيد أن ننظر إلى كيفية عمل الثقوب السوداء مثل هذه عادةً. تجذب الجاذبية الهائلة للثقب الأسود المواد بعيدًا عن نجمها المرافق في قرص التنامي. يدور قرص التراكم ويسخن المادة ويجعلها "تتألق". بعض المواد لا تصل أبدًا إلى الثقب الأسود وتنبعث عبر الطائرات.
من الآن فصاعدًا ، تقدم دراسة جديدة تستند إلى البيانات التي تم جمعها خلال ثورة 2015 من قبل مراصد متعددة شرحًا.
“لاحظنا أثناء الانفجار تفاصيل انبعاثات النفاثة عندما يتم إخراج المواد بسرعة عالية جدًا من محيط الثقب الأسود، "يقول سيمون ميجلياري ، عالم فيزياء فلكية في وكالة الفضاء الأوروبية وهو مؤلف مشارك في الصحيفة. "يمكننا رؤية الطائرات تطلق في اتجاهات مختلفة على مقياس زمني أقل من ساعة ، مما يعني أن المناطق الداخلية للنظام تدور بسرعة كبيرة.”
نعم ، الثقب الأسود يأكل نجمه المرافق ، ويمتص المادة في قرص التنامي. ونعم ، يتم طرد بعض المواد الموجودة على القرص في الطائرات. ولكن ، وفقًا للدراسة ، يحدث هذا في رشقات نارية فقط ، لسبب ما ، فإن الثقب الأسود غير متوازن مع قرص التنامي الخاص به.
"ما هو مختلف في V404 Cygni هو أننا نعتقد أن قرص المادة والثقب الأسود غير متوازنينيقول البروفيسور المساعد جيمس ميللر جونز ، من المركز الدولي لبحوث الفلك الراديوي (ICRAR) في جامعة كيرتن ، أستراليا ، وهو المؤلف الرئيسي للورقة الجديدة.
“يبدو أن هذا يتسبب في تمايل الجزء الداخلي من القرص مثل قمة الغزل التي تتباطأ ، وتنفث النيران في اتجاهات مختلفة لأنها تغير الاتجاه.”
التذبذب يعني أن المواد لا تقع في الثقب الأسود بمعدل متساوٍ. عندما يكون هناك انفجار ، فهذا يعني أن كمية كبيرة من المواد قد سقطت في الحفرة في فترة زمنية قصيرة. وذلك يزيد من كمية المواد الموجودة في قرص التنامي مما يؤدي إلى اندفاع الطاقة.
كانت INTEGRAL جزءًا لا يتجزأ من هذه الدراسة لأنها شاهدت V404 Cygni لمدة أربعة أسابيع. كانت المراصد الأخرى قادرة فقط على المشاهدة لبضع ساعات. سمحت ملاحظات INTEGRAL للعلماء باكتشاف ميكانيكا الثقب الأسود ، وهندسته ومستويات طاقته ، ولربط الصلة بين المواد المتدفقة والمتدفقة.
“مع INTEGRAL ، تمكنا من مواصلة النظر إلى V404 Cygni باستمرار لمدة أربعة أسابيع ، في حين أن الأقمار الصناعية الأخرى ذات الطاقة العالية يمكن أن تأخذ فقط لقطات أقصر، "يقول إريك كولكرز ، عالم مشروع INTEGRAL في وكالة الفضاء الأوروبية.
“بيانات الأشعة السينية دعم نموذج حيث يميل الجزء الداخلي من قرص التنامي فيما يتعلق ببقية النظام ، على الأرجح بسبب ميل الثقب الأسود المائل فيما يتعلق بمدار النجم المرافق، "يشرح سيموني.
يبقى السؤال ، لماذا هو غير منحاز؟
لا يوجد سوى بعض التخمينات الأولية حول سبب عدم التوافق. ربما كانت مستعر أعظم.
نظرًا لأن الثقب الأسود نفسه تم إنشاؤه بواسطة مستعر أعظم ، فقد تكون هذه الركلة الأولية قد تسببت في محاذاة الثقب والجزء الداخلي من قرص التنامي. هذا ما تظهره المحاكاة ، على أي حال.
“سوف تتناسب النتائج مع سيناريو ، تمت دراسته أيضًا في عمليات المحاكاة الحاسوبية الحديثة ، حيث يتدفق التدفق في محيط الثقب الأسود ويمكن أن تدور الطائرات معًا، "يقول كولكرز.
“يجب أن نتوقع ديناميكيات مماثلة في أي ثقب أسود شديد الترابط يكون دورانه غير متوازن مع الغاز المتدفق ، وعلينا أن نأخذ في الاعتبار اختلاف زوايا الميل النفاث عند تفسير ملاحظات الثقوب السوداء عبر الكون.”
مصادر:
- ورقة بحثية: اتجاه نفاث سريع التغير في نظام الثقب الأسود ذي الكتلة النجمية VG404 Cygni
- بيان صحفي: ثقب أسود البصق
- مهمة وكالة الفضاء الأوروبية المتكاملة
- بيان صحفي: Monster Black Hole يستيقظ بعد 26 عامًا
