لقد التقطت مصفوفة التلسكوب الطيفي النووي التابعة لوكالة ناسا (NuSTAR) حدثًا مذهلاً: جاذبية الثقب الأسود الهائل تجذب ضوء الأشعة السينية القريب.
في غضون أيام قليلة ، سقطت الهالة - وهي سحابة من الجسيمات تسير بالقرب من سرعة الضوء - نحو الثقب الأسود. الملاحظات هي اختبار قوي لنظرية آينشتاين عن النسبية العامة ، والتي تقول أن الجاذبية يمكن أن تنحني الزمكان ، والنسيج الذي يشكل كوننا ، والضوء الذي ينتقل عبره.
قال المؤلف المشارك مايكل باركر من معهد الفلك في كامبريدج ، الولايات المتحدة: "لقد انهارت الهالة مؤخرًا باتجاه الثقب الأسود ، ونتيجة لذلك سحبت الجاذبية الشديدة للثقب الأسود كل الضوء إلى القرص المحيط به ، حيث تتصاعد المواد إلى الداخل". المملكة ، في بيان صحفي.
الثقب الأسود الفائق ، المعروف باسم ماركاريان 335 ، يبعد حوالي 324 مليون سنة ضوئية عن الأرض في اتجاه كوكبة بيغاسوس. يضغط مثل هذا النظام المتطرف حوالي 10 مليون مرة كتلة شمسنا في منطقة قطرها 30 مرة فقط من قطر الشمس. يدور بسرعة كبيرة بحيث يتم جر المكان والزمان معه.
راقب القمر الصناعي Swift التابع لناسا مراقبة Mrk 335 لسنوات ، مشيرًا مؤخرًا إلى تغيير كبير في سطوع الأشعة السينية. لذلك تمت إعادة توجيه NuSTAR لإلقاء نظرة ثانية على النظام.
قامت NuSTAR بجمع الأشعة السينية من الثقوب السوداء والنجوم المحتضرة خلال العامين الماضيين. تخصصه هو تحليل الأشعة السينية عالية الطاقة في نطاق 3 إلى 79 كيلو إلكترون فولت. تظهر الملاحظات في ضوء الأشعة السينية منخفضة الطاقة ثقبًا أسودًا تحجبه سحب الغاز والغبار. ولكن يمكن لـ NuSTAR إلقاء نظرة تفصيلية على ما يحدث بالقرب من أفق الحدث ، المنطقة حول شكل ثقب أسود لم يعد الضوء يفلت من قبضة الجاذبية.
على وجه التحديد ، يمكن لـ NuSTAR رؤية ضوء الاكليل المباشر ، وضوءها المنعكس من قرص التنامي. ولكن في هذه الحالة ، يكون الضوء غير واضح بسبب مجموعة من العوامل. أولاً ، يؤثر التحول الدوبلري على القرص الدوار. على الجانب الذي يدور بعيدًا عنا ، يتحول الضوء إلى أطوال موجية أكثر احمرارًا (وبالتالي طاقة أقل) ، بينما على الجانب الذي يدور باتجاهنا ، يتحول الضوء إلى أطوال موجية أكثر زرقة (وبالتالي طاقة أعلى). التأثير الثاني له علاقة بالسرعات الهائلة للثقب الأسود الدوار. والتأثير النهائي هو من جاذبية الثقب الأسود ، الذي يسحب الضوء ، مما يؤدي إلى فقدان الطاقة.
كل هذه العوامل تتسبب في تشويه الضوء.
من المثير للاهتمام ، كشفت ملاحظات نوستار أيضًا أن قبضة جاذبية الثقب الأسود سحبت ضوء الهالة إلى الجزء الداخلي من قرص التنامي ، مما أدى إلى إضاءة أفضل. تشرح وكالة ناسا أنه كما لو أن شخصًا قد أشرق مصباحًا يدويًا لعلماء الفلك ، فإن الهالة المتغيرة أضاءت المنطقة الدقيقة التي أرادوا دراستها.
"ما زلنا لا نفهم بالضبط كيف يتم إنتاج الهالة أو لماذا يغير شكلها ، لكننا نراها تضيء المواد حول الثقب الأسود ، مما يمكننا من دراسة المناطق القريبة جدًا في تلك التأثيرات التي وصفتها نظرية النسبية العامة لأينشتاين قالت المحققة الرئيسية نوستار فيونا هاريسون من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا. "إن قدرة NuSTAR غير المسبوقة على ملاحظة هذا والأحداث المشابهة تسمح لنا بدراسة التأثيرات الأكثر ثنيًا للضوء في النسبية العامة."
من المرجح أن تسلط البيانات الجديدة الضوء على هذه الاكليل الغامض ، حيث يتم دفع قوانين الفيزياء إلى أقصى حد.
نُشرت المقالة في الإشعارات الشهرية للجمعية الملكية الفلكية وهي متاحة على الإنترنت.
