على الرغم من أن الجاذبية من الثقوب السوداء قوية جدًا لدرجة أنه لا يمكن للضوء الإفلات حتى ، يمكننا رؤية الإشعاع من المادة شديدة الحرارة التي على وشك أن تستهلك. حتى الآن ، لم يتمكن العلماء من شرح كيفية سقوط كل هذه المادة باستمرار في الثقب الأسود - يجب أن يدور فقط ، مثل الكواكب التي تدور حول نجم. تظهر البيانات الجديدة من مرصد تشاندرا للأشعة السينية أن المجال المغناطيسي القوي للثقب الأسود يخلق اضطرابًا في المواد المحيطة مما يساعد على دفعه إلى الداخل ليتم استهلاكه.
تضيء الثقوب السوداء الكون ، والآن قد يعرف الفلكيون كيف يفعلون ذلك. تظهر بيانات جديدة من مرصد تشاندرا للأشعة السينية التابع لناسا لأول مرة أن الحقول المغناطيسية القوية هي مفتاح هذه العروض الضوئية الرائعة والمذهلة.
تشير التقديرات إلى أن ما يصل إلى ربع إجمالي الإشعاع في الكون المنبعث منذ الانفجار الكبير يأتي من مادة تسقط نحو الثقوب السوداء الهائلة ، بما في ذلك تلك التي تشغل الكوازارات ، ألمع الأجسام المعروفة. على مدى عقود ، كافح العلماء لفهم كيف يمكن أن تكون الثقوب السوداء ، وهي أغمق الأجسام في الكون ، مسؤولة عن هذه الكميات الهائلة من الإشعاع.
تعطي بيانات الأشعة السينية الجديدة من شاندرا أول تفسير واضح لما يدفع هذه العملية: المجالات المغناطيسية. لاحظ شاندرا نظام ثقب أسود في مجرتنا ، يُعرف باسم GRO J1655-40 (J1655 ، باختصار) ، حيث كان الثقب الأسود يسحب المواد من نجم مصاحب إلى قرص.
قال جون إم. ميللر من جامعة ميشيغان ، آن أربور ، "وفقًا للمعايير بين المجرات ، يقع J1655 في فنائنا الخلفي ، لذا يمكننا استخدامه كنموذج مصغر لفهم كيفية عمل جميع الثقوب السوداء ، بما في ذلك الوحوش الموجودة في النجوم الزائفة". تظهر ورقة حول هذه النتائج في عدد الطبيعة هذا الأسبوع.
الجاذبية وحدها لا تكفي لتسبب الغاز في قرص حول الثقب الأسود في فقدان الطاقة والسقوط على الثقب الأسود بالمعدلات التي تتطلبها الملاحظات. يجب أن يفقد الغاز بعضًا من زخمه الزاوي المداري ، إما من خلال الاحتكاك أو الرياح ، قبل أن يتمكن من الدوران نحو الداخل. بدون مثل هذه التأثيرات ، يمكن أن تبقى المادة في المدار حول الثقب الأسود لفترة طويلة جدًا.
يعتقد العلماء منذ فترة طويلة أن الاضطراب المغناطيسي يمكن أن يولد احتكاكًا في قرص غازي ويدفع ريحًا من القرص الذي يحمل الزخم الزاوي إلى الخارج مما يسمح للغاز بالسقوط إلى الداخل.
باستخدام تشاندرا ، قدم ميللر وفريقه أدلة حاسمة على دور القوى المغناطيسية في عملية تراكم الثقب الأسود. أظهر طيف الأشعة السينية ، وهو عدد الأشعة السينية في طاقات مختلفة ، أن سرعة وكثافة الرياح من قرص J1655 تتوافق مع تنبؤات محاكاة الكمبيوتر للرياح المغناطيسية. كما استبعدت البصمة الطيفية النظريتين الرئيسيتين المتنافستين الرئيسيتين للرياح المدفوعة بالمجالات المغناطيسية.
قال جون ريمون ، المؤلف المشارك في مركز هارفارد سميثسونيان للفيزياء الفلكية في كامبريدج ، ماساتشوستس: "في عام 1973 ، توصل المنظرون إلى فكرة أن الحقول المغناطيسية يمكن أن تدفع توليد الضوء عن طريق الغاز الذي يسقط على الثقوب السوداء". بعد 30 عامًا ، قد يكون لدينا في النهاية أدلة مقنعة ".
هذا الفهم الأعمق لكيفية تراكم الثقوب السوداء أيضًا يعلم الفلكيين عن الخصائص الأخرى للثقوب السوداء ، بما في ذلك كيفية نموها.
وقال داني ستيغز المؤلف المشارك في مركز هارفارد سميثسونيان للفيزياء الفلكية: "تمامًا كما يريد الطبيب فهم أسباب المرض وليس مجرد الأعراض ، يحاول الفلكيون فهم أسباب الظواهر التي يرونها في الكون". "من خلال فهم ما يجعل طاقة إطلاق المواد تسقط على الثقوب السوداء ، قد نتعلم أيضًا كيف تسقط المادة على أشياء مهمة أخرى."
بالإضافة إلى أقراص التنامي حول الثقوب السوداء ، قد تلعب الحقول المغناطيسية دورًا مهمًا في الأقراص المكتشفة حول النجوم الشبيهة بالشمس حيث تتشكل الكواكب ، بالإضافة إلى الأجسام فائقة الكثافة التي تسمى النجوم النيوترونية.
يدير مركز مارشال لرحلات الفضاء التابع لناسا ، هانتسفيل ، ألاسكا ، برنامج شاندرا لإدارة مهمة البعثة العلمية. يتحكم مرصد سميثسونيان للفيزياء الفلكية في العلوم وعمليات الطيران من مركز شاندرا للأشعة السينية ، كامبريدج ، ماس.
يمكن العثور على معلومات وصور إضافية على:
http://chandra.harvard.edu و http://chandra.nasa.gov
المصدر الأصلي: بيان صحفي شاندرا
