يلتقط تلسكوب Event Horizon صورة جديدة مذهلة للثقب الأسود في درب التبانة

كان الفيزيائيون واثقين منذ الثمانينيات من وجود ثقب أسود هائل في مركز مجرة ​​درب التبانة، على غرار تلك التي يُعتقد أنها موجودة في مركز معظم المجرات الحلزونية والإهليلجية. ومنذ ذلك الحين تمت دبلجته القوس أ* (تنطق A-star)، أو SgrA* للاختصار. التقط تلسكوب أفق الحدث (EHT) أول صورة لـ SgrA* منذ عامين. الآن كشف التعاون عن صورة مستقطبة جديدة (أعلاه) تعرض المجالات المغناطيسية الدوامة للثقب الأسود. التفاصيل الفنية تظهر في اثنين جديد أوراق نشرت في رسائل مجلة الفيزياء الفلكية. تشبه الصورة الجديدة بشكل لافت للنظر صورة أخرى من EHT لثقب أسود هائل أكبر، M87*، لذلك قد يكون هذا شيئًا تشترك فيه جميع هذه الثقوب السوداء.

الطريقة الوحيدة “لرؤية” الثقب الأسود هي تصوير الظل الناتج عن الضوء أثناء انحناءه استجابةً لمجال الجاذبية القوي للكائن. كما أفاد محرر Ars Science جون تيمر في عام 2019، فإن EHT ليس تلسكوبًا بالمعنى التقليدي. وبدلاً من ذلك، فهي عبارة عن مجموعة من التلسكوبات المنتشرة حول العالم. يتم إنشاء EHT عن طريق قياس التداخل، والذي يستخدم الضوء في نظام الموجات الدقيقة للطيف الكهرومغناطيسي الذي تم التقاطه في مواقع مختلفة. يتم دمج هذه الصور المسجلة ومعالجتها لإنشاء صورة ذات دقة مشابهة لدقة التلسكوب بحجم المواقع البعيدة. وقد تم استخدام قياس التداخل في مرافق مثل ALMA (مصفوفة أتاكاما الكبيرة المليمترية / تحت المليمترية) في شمال تشيلي، حيث يمكن نشر التلسكوبات عبر 16 كيلومترًا من الصحراء.

من الناحية النظرية، ليس هناك حد أعلى لحجم المصفوفة، ولكن لتحديد الفوتونات التي نشأت في وقت واحد عند المصدر، تحتاج إلى معلومات دقيقة للغاية عن الموقع والتوقيت في كل موقع. ولا يزال يتعين عليك جمع ما يكفي من الفوتونات لرؤية أي شيء على الإطلاق. لذلك تم تركيب ساعات ذرية في العديد من المواقع، وتم إنشاء قياسات دقيقة لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) بمرور الوقت. بالنسبة إلى EHT، فإن مساحة التجميع الكبيرة في ALMA – بالإضافة إلى اختيار الطول الموجي الذي تكون فيه الثقوب السوداء فائقة الكتلة ساطعة جدًا – ضمنت فوتونات كافية.

في عام 2019، أعلنت EHT عن أول صورة مباشرة تم التقاطها ثقب أسود في مركز مجرة ​​إهليلجية، مسييه 87، تقع في كوكبة العذراء على بعد حوالي 55 مليون سنة ضوئية. كانت هذه الصورة مستحيلة قبل جيل واحد فقط، وقد أصبحت ممكنة بفضل الاختراقات التكنولوجية، والخوارزميات الجديدة المبتكرة، و(بالطبع) ربط العديد من أفضل المراصد الراديوية في العالم. وأكدت الصورة أن الجسم الموجود في مركز M87* هو بالفعل ثقب أسود.

في عام 2021، أصدر تعاون EHT صورة جديدة لـ M87* تُظهر كيف يبدو الثقب الأسود في الضوء المستقطب – وهو توقيع للمجالات المغناطيسية عند حافة الجسم – مما أعطى رؤية جديدة حول كيفية ابتلاع الثقوب السوداء للمادة وإصدار نفاثات قوية. من جوهرهم. وبعد بضعة أشهر، عاد EHT بصور “القلب المظلم” لمجرة راديوية تُعرف باسم القنطور أ، تمكين التعاون لتحديد الموقع من الثقب الأسود الهائل الموجود في مركز المجرة.

SgrA* أصغر بكثير ولكنه أيضًا أقرب كثيرًا من M87*. وقد أدى ذلك إلى زيادة صعوبة التقاط صورة بنفس القدر من الوضوح لأن SgrA* يتغير على نطاقات زمنية من الدقائق والساعات مقارنة بالأيام والأسابيع بالنسبة لـ M87*. الفيزيائي مات ستراسلر مقارنة سابقا هذا العمل الفذ هو “التقاط تعريض ضوئي لشجرة لمدة ثانية واحدة في يوم عاصف. تصبح الأمور غير واضحة، وقد يكون من الصعب تحديد الشكل الحقيقي لما تم التقاطه في الصورة.”