تكشف ورقة بحثية جديدة عن الديناميكيات التفصيلية لكيفية سقوط المادة على الثقب الأسود من خارج أفق الحدث.

وفقا لنظرية أينشتاين للجاذبية، هناك نقطة يتوقف عندها الثقب الأسود عن الدوران ويسقط مباشرة إلى الأسفل، ويهوي إلى ما بعد نقطة اللاعودة.

والآن، من خلال بيانات الأشعة السينية الصادرة عن ثقب أسود نشط، وجدنا أخيرًا دليلاً على وجود هذه “المنطقة الداخلية”.

“لقد تنبأت نظرية أينشتاين بهذا الانهيار النهائي، لكن هذه هي المرة الأولى التي تمكنا فيها من إثبات حدوث ذلك”. يقول الفيزيائي النظري أندرو موميري جامعة أكسفورد في إنجلترا.

“فكر في الأمر كأنه نهر يتحول إلى شلال – حتى الآن، كنا ننظر إلى النهر. هذه هي أول لمحة للشلال.”

المادة لا تتبع خطًا مستقيمًا نحو الثقب الأسود. إنها تلتف، مثل دوامة الماء، بلا هوادة نحو المصرف. هذه ليست استعارة فارغة: المقارنة مناسبة، حيث يستخدم العلماء دوامات الماء لدراسة البيئات المحيطة بالثقوب السوداء.

تعتبر دراسة الثقوب السوداء صعبة بعض الشيء لأن الزمكان المحيط بها مكثف للغاية.

لكن قبل عقود من ذلك، أظهر العمل النظري لألبرت أينشتاين أنه عند مسافة معينة من الثقب الأسود، لم تعد المادة قادرة على اتباع مدار دائري مستقر، وسوف تسقط مباشرة إلى الأسفل – مثل الماء فوق حافة ذلك المصرف المماثل.

لا يوجد سبب للاعتقاد بأن هذا ليس هو الحال – يجب أن تعبر المادة أفق الحدث بطريقة ما، ونظرية أينشتاين للجاذبية تخضع للتدقيق في جميع المجالات – لكن علماء الفيزياء الفلكية ليسوا متأكدين مما إذا كنا كذلك أم لا. يمكن اكتشافه.

يتكون عمل موميري وزملاؤه من عدة أجزاء. أحدها هو تطوير عمليات محاكاة رقمية ونماذج تصور المنطقة المنهارة للكشف عن نوع الضوء الذي تنبعث منه. ثم احتاجوا إلى أدلة رصدية لنفس الانخفاض في الانبعاثات الجزئية.

تم العثور على الثقب الأسود المعني في نظام يبعد حوالي 10000 سنة ضوئية يسمى MAXI J1820+070. ويحتوي النظام على ثقب أسود كتلته 8.5 مرة كتلة الشمس – ونجم مصاحب ثنائي يدور منه الثقب الأسود حول زوج من الأجسام التي تنفصل وتنفجر. تظهر الأشعة السينية على شكل تلألؤ.

كان علماء الفلك يراقبون هذا الثقب الأسود لفهم سلوكه بشكل أفضل، لذلك تمكن الباحثون من الوصول إلى بيانات عالية الجودة تم الحصول عليها بواسطة الأشعة السينية. نوستر و أجمل الأدوات في مدار أرضي منخفض. وركزوا على وجه الخصوص على تفشي المرض في عام 2018.

إطار الحدود = “0” إذن = “مقياس التسارع؛ تلقائي؛ الكتابة في الحافظة؛ الوسائط المشفرة؛ جيروسكوب؛ صورة صورة؛ مشاركة الويب” Referrerpolicy=”strict-origin-when-cross-origin”allowfullscreen>

وقد أشارت الدراسات السابقة إلى أنه تم اكتشاف توهج إضافي في عمليات رصد هذا الانفجار، وهو ما لا يمكن تفسيره.

أ دراسة 2020 ومن المتوقع أن هذا التوهج قد ينشأ من داخل منطقة المدار الدائري الداخلي المستقر – أي منطقة الغرق. درس موميري وزملاؤه هذا التوهج بعناية خاصة، ووجدوا أنه يتوافق مع الانبعاث الذي تم الحصول عليه من عمليات المحاكاة التي أجروها.

ويقول الباحثون إن هذا يمنحنا مسبارًا جديدًا لنظام الجاذبية الشديدة في المنطقة الواقعة خارج أفق الحدث للثقب الأسود مباشرة، ويثبت أخيرًا وجود المجرى دون شك.

“الأمر المثير حقًا هو أن هناك الكثير من الثقوب السوداء في المجرة، والآن لدينا تقنية جديدة قوية لاستخدامها لدراسة مجالات الجاذبية القوية المعروفة.” تقول المميرية.

“نعتقد أن هذا يمثل تطورًا جديدًا ومثيرًا في دراسة الثقوب السوداء، مما يسمح لنا بدراسة هذه المنطقة النهائية المحيطة بها.

عندها فقط يمكن فهم الجاذبية بشكل كامل. يحدث هذا الانهيار النهائي للبلازما عند حافة الثقب الأسود ويظهر استجابة المادة للجاذبية في أقوى صورها.”

نشرت في الأطروحة الإشعارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية.