الفلك

هل رأينا ثقبًا أسود؟

هل رأينا ثقبًا أسود؟



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

هل رأينا بالفعل ثقبًا أسود هناك؟ بواسطة "مرئي" أعني "سجلت صورة طيف em لعدسات الجاذبية الناتجة عن جسم يعتقد أنه ثقب أسود".


الاجابة كنت لا قبل 10 أبريل 2019. لم تكن هناك صور تم حلها بأي طول موجي للثقوب السوداء أو الثقوب السوداء المرشحة التي أظهرت تأثير العدسة.

كانت هناك بالطبع صور عدسية بسبب الأجسام الضخمة التي ربما تحتوي على ثقوب سوداء في مراكزها (على سبيل المثال Courbin et al. 2010 وانظر أدناه) ، لكن هذا ليس الشيء نفسه.

كوازار يعمل كعدسة جاذبية - Courbin et al. (2010)

لقد تغير كل هذا مع إصدار صورة موجية مليمترية أعيد بناؤها للثقب الأسود الهائل في مركز M87.

الصورة أدناه ، التي تم الحصول عليها بواسطة "Event Horizon Telescope" (مقياس تداخل عالمي) تتكون من ضوء مكثف من مادة متراكمة يتم عدساتها بواسطة ثقب أسود كتلته 6.5 مليار كتلة شمسية. تُعرف الدائرة المظلمة باسم "ظل الفوتون" وهي تبلغ ضعف حجم أفق حدث الثقب الأسود. الحلقة الساطعة ناتجة عن انعكاس الضوء من حول الثقب الأسود وخلفه. يُعتقد أنه غير متماثل وبعيدًا عن المركز بسبب دوران الثقب الأسود.


بينما يستفسر المنشور الأصلي تحديدًا عن عدسة الجاذبية ، أود أن أقترح أن هذا ليس المعيار الوحيد "لرؤية" ثقب أسود. من الواضح أنه نظرًا لعدم قدرة أي ضوء على الهروب من الثقب الأسود ، لا يمكن رؤية الثقب الفعلي نفسه. ومع ذلك ، هناك مجموعة متنوعة من الظواهر الظهارية التي يمكن ملاحظتها ، ويمكن بالتأكيد ملاحظة تأثير الجاذبية على الأجرام السماوية الأخرى (مثل النجوم).

أصدر المرصد الأوروبي الجنوبي (ESO) مقطع فيديو لمركز مجرة ​​درب التبانة مأخوذ من 20 عامًا من الملاحظات لهذه المنطقة بواسطة أداة NACO على تلسكوب ESO الكبير جدًا في تشيلي. يبدو لي هذا كدليل مقنع للغاية على وجود ثقب أسود هائل في مركز مجرة ​​درب التبانة.

بالنسبة لعدسة الجاذبية ، أبلغ موقع ProfoundSpace.org عن مثل هذه الصورة المنسوبة إلى Courbin و Djorgovski و Meylan. قد تفي هذه الصورة بالمعايير الدقيقة التي طلبها OP.

التحرير / التحديث: هذا الصباح (10 أبريل 2019) ، عقد Event Horizons Telescope بيانات صحفية في أربع قارات معلنة أنها صورت بالفعل M87 * ، وهو ثقب أسود تقدر كتلته بنحو 6.5 مليار كتلة شمسية في مجرة ​​Messier 87 ، حوالي 55 على بعد مليون سنة ضوئية. بالمعنى الدقيق للكلمة ، ما زلنا غير قادرين على رؤية الثقب الأسود نفسه ولكن بالأحرى ظواهره الظاهرية مثل قرص التراكم والاضطراب الناجم عن وجود الثقب الأسود. هذه الصورة ، التي تم إنشاؤها بواسطة قياس التداخل الراديوي الأساسي الطويل جدًا ، ليست صورة فوتوغرافية بالمعنى التقليدي ، بل هي صورة مركبة بألوان زائفة تم إنشاؤها عن طريق تحويل كميات هائلة من ملاحظات الموجات الراديوية باستخدام كمبيوتر عملاق إلى صورة مرئية للعين البشرية.


لأول مرة على الإطلاق ، شهد علماء الفلك `` وميض '' الثقب الأسود

الثقوب السوداء لا تتوهج - في الواقع ، إنها مشهورة بفعل العكس. ولكن إذا كانوا يلتهمون المواد من الفضاء المحيط بهم بنشاط ، فيمكن لهذه المادة أن تشتعل مثل مليار أشعة سينية من الشمس.

وللمرة الأولى ، رأى علماء الفلك الآن أن النيران قد انطفأت في ظروف غامضة ، قبل أن تعود تدريجيًا إلى السطوع.

الثقب الأسود فائق الكتلة هو وحش يبلغ 19 مليون كتلة شمسية ، ويزود نواة مجرة ​​تبعد 275 مليون سنة ضوئية ، في مجرة ​​تسمى 1ES 1927 + 654.

على مدار 40 يومًا فقط ، راقب علماء الفلك أن الهالة تتضاءل تمامًا في سطوعها ، قبل أن ترتفع مرة أخرى لتلمع أكثر من ذي قبل.

قالت الفيزيائية إيرين كارا من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT): "نتوقع أن يتغير اللمعان بهذا الحجم على نطاقات زمنية تتراوح بين عدة آلاف إلى ملايين السنين".

"ولكن في هذا الكائن ، رأينا أنه يتغير بمقدار [عامل] 10000 على مدار عام ، وحتى أنه تغير بمعامل 100 في ثماني ساعات ، وهو أمر غير مسموع تمامًا ومثير للدهشة حقًا."

هناك عدة مكونات للمنطقة المحيطة بالثقب الأسود مباشرة. هناك أفق الحدث وهو "نقطة اللاعودة" الشهيرة ، حيث لا تكفي حتى سرعة الضوء لتحقيق سرعة الهروب. يحتوي الثقب الأسود النشط أيضًا على قرص تراكمي ، وهو قرص ضخم من المواد التي تدور في الجسم ، مثل الماء الذي يدور حول البالوعة.

وخارج أفق الحدث للثقب الأسود النشط ، حول الحافة الداخلية لقرص التراكم ، توجد الهالة.

هذه منطقة من الإلكترونات الحارقة التي يُعتقد أنها مدعومة بالمجال المغناطيسي للثقب الأسود ، وتعمل مثل السنكروترون لتسريع الإلكترونات إلى مثل هذه الطاقات العالية بحيث تتألق بشكل ساطع في أطوال موجات الأشعة السينية.

لاحظ علماء الفلك لأول مرة شيئًا غريبًا حدث في 1ES 1927 + 654 في عام 2018 ، عندما التقط المسح الآلي لـ All-Sky لـ Super-Novae (ASASSN) - وهو مسح آلي يبحث عن ومضات من الضوء الساطع عبر السماء بأكملها - اشتعلت توهجًا ساطعًا بشكل لا يصدق من المجرة ، سطوعها الطبيعي 40 مرة.

جذب هذا انتباه علماء الفلك ، ووجهوا مجموعة من التلسكوبات باتجاه المجرة لمعرفة المزيد. لفترة من الوقت ، كان كل شيء طبيعيًا جدًا - ولكن بعد حوالي 160 يومًا بعد التوهج ، بدأت نواة 1ES 1927 + 654 في التعتيم. على مدار 40 يومًا ، تم إخماد وهج الأشعة السينية تمامًا.

وقال كارا: "بعد أن رأت ASSASN أنها تمر بهذا الانفجار الهائل المجنون ، شاهدنا اختفاء الهالة". "أصبح غير قابل للكشف ، وهو ما لم نشهده من قبل".

ولكن بعد ذلك بدأ السطوع في الارتفاع بشكل مطرد مرة أخرى. وبحلول 300 يوم بعد التوهج الأولي ، كانت نواة المجرة تتألق بنحو 20 مرة أكثر مما كانت عليه قبل الحدث الأولي.

قال عالم الفيزياء الفلكية كلاوديو ريتشي من جامعة دييجو بورتاليس في تشيلي والمؤلف الرئيسي للدراسة: "نحن لا نرى عادةً اختلافات مثل هذه في تراكم الثقوب السوداء".

"كان الأمر غريبًا للغاية لدرجة أننا اعتقدنا في البداية أنه ربما كان هناك خطأ ما في البيانات. وعندما رأينا أنه حقيقي ، كان الأمر مثيرًا للغاية. ولكن لم يكن لدينا أيضًا أي فكرة عما كنا نتعامل معه ولم ير أي شخص تحدثنا إليه شيئًا مثله."

علماء الفلك ليسوا متأكدين تمامًا من كيفية توليد وإكليل الثقب الأسود. ولكن إذا كان له علاقة بالمجالات المغناطيسية للثقب الأسود ، كما هو مفترض ، فإن التغييرات الدراماتيكية التي لوحظت في الثقب الأسود 1ES 1927 + 654 يمكن أن تكون ناجمة عن شيء يعطل هذه الحقول المغناطيسية.

نحن نعلم أن الثقوب السوداء يمكن أن تتغير بسرعة كبيرة عندما تلتقط وتلتهم نجمًا يغامر قريبًا جدًا. يتمزق النجم في عملية تسمى اضطراب المد والجزر ، وهو يصرخ بضوء ساطع ، قبل أن يندفع وراء أفق الحدث ليقابل مصيره الغامض.

وإذا حدث أن واجه نجم هارب ثقبًا أسودًا في 1ES 1927 + 654 ، فقد تتناسب الأحداث مع التغييرات المرصودة في إشعاع الأشعة السينية. أولاً ، يتم تعطيل النجم بشكل مدّي ، مما يتسبب في حدوث التوهج الأولي. بعد ذلك ، يمكن للحطام الناتج عن النجم أن يعطل المجال المغناطيسي للثقب الأسود مؤقتًا ، وبعد ذلك أعاد بناء نفسه مع عودة الفضاء المحيط بالثقب الأسود إلى حالته الطبيعية.

وقد يكون هذا دليلًا مهمًا لفهم نصف القطر الذي يتحكم فيه المجال المغناطيسي في هالة الثقب الأسود.

قال كارا: "ما يخبرنا ذلك هو أنه إذا كانت كل الإجراءات تحدث داخل نصف قطر اضطراب المد والجزر ، فهذا يعني أن تكوين المجال المغناطيسي الذي يدعم الهالة يجب أن يكون ضمن هذا الشعاع".

"مما يعني أنه ، بالنسبة لأي هالة طبيعية ، فإن المجالات المغناطيسية داخل هذا الشعاع هي المسؤولة عن تكوين الهالة."

إذا كان النجم مسؤولاً عن الحدث ، فقد قدر الفريق أن اضطراب المد والجزر يجب أن يحدث في غضون أربع دقائق ضوئية من مركز الثقب الأسود ، أي حوالي نصف المسافة بين الأرض والشمس.

ولكن قد يكون هناك سبب آخر لعرض الضوء.

نحن نعلم أن إكليل الثقب الأسود يمكن أن يختلف في السطوع ، على الرغم من أن ذلك يحدث عمومًا على نطاقات زمنية أطول بكثير. من المحتمل أن السلوك المتطرف الذي لوحظ في 1ES 1927 + 654 هو أيضًا سلوك طبيعي جدًا - لم نرصده حتى الآن.

قال كارا: "تحتوي مجموعة البيانات هذه على الكثير من الألغاز". "لكن هذا مثير ، لأنه يعني أننا نتعلم شيئًا جديدًا عن الكون. نعتقد أن فرضية النجم جيدة ، لكنني أعتقد أيضًا أننا سنحلل هذا الحدث لفترة طويلة."


ربما اكتشف علماء الفلك ثقبًا أسود لا يشبه أي ثقب أسود رأيناه من قبل

يبدو أن علماء الفلك في سباق للكشف عن أكبر الثقوب السوداء التي يمكنهم العثور عليها. في الآونة الأخيرة ، ادعى فريق من علماء الفلك الألمان اكتشاف ثقب أسود تبلغ كتلته 40 مليار ضعف كتلة الشمس.

ولكن ماذا لو كان هناك أيضًا ثقوب سوداء أصغر بكثير؟

في دراسة نشرت اليوم في المجلة المرموقة علم، زعم فريق من علماء الفلك من جامعة ولاية أوهايو أنهم اكتشفوا جسمًا ينتمي إلى فئة كانت مفقودة سابقًا من الثقوب السوداء.

وقال المؤلف الرئيسي تود تومبسون في بيان: "نظهر هذا التلميح إلى أن هناك مجموعة سكانية أخرى لم نتحقق منها بعد في البحث عن الثقوب السوداء".

إذا تم تأكيد ذلك ، فإن النظريات الحالية يجب أن تأخذ في الاعتبار فئة جديدة من الثقوب السوداء - مما يجبرنا على إعادة التفكير في كيفية فهمنا للطريقة التي تولد بها النجوم وأنواع أخرى من الأجرام السماوية وتموت.

أصيب طومسون وفريقه بالحيرة من الفجوة الهائلة بين حجم أكبر النجوم النيوترونية - النجوم شديدة الكثافة والنجوم الصغيرة نسبيًا التي تتشكل بعد انفجار النجوم الكبيرة بعد انفجار مستعر أعظم - وأصغر الثقوب السوداء التي نعرفها.

النجوم النيوترونية صغيرة إلى حد ما - ضعف كتلة الشمس - لكن النجوم الأكبر من ذلك تميل إلى الانهيار على نفسها وتشكل ثقوبًا سوداء.

مسدسهم الدخاني: نجم أحمر عملاق كان يدور حول شيء بدا للوهلة الأولى أنه أصغر من أن يكون ثقبًا أسود في مجرة ​​درب التبانة ، لكنه كان أكبر بكثير من النجوم النيوترونية التي نعرفها.

لقد تبين أن اكتشافهم كان ثقبًا أسود منخفض الكتلة ، وكانت كتلته تزيد عن 3.3 أضعاف كتلة الشمس - وعادة ما تكون الثقوب السوداء التي وجدناها في الماضي على الأقل خمسة أضعاف كتلة الشمس أو أكثر ، أكبر.

يمكن أن يعيد الاكتشاف تعريف الطريقة التي ننظر بها إلى دورة حياة النجم.

قال طومسون: "إذا تمكنا من الكشف عن مجموعة جديدة من الثقوب السوداء ، فسوف يخبرنا المزيد عن النجوم التي تنفجر ، والتي لا تنفجر ، والتي تشكل ثقوبًا سوداء ، والتي تشكل نجومًا نيوترونية". "إنه يفتح مجالًا جديدًا للدراسة".

تم نشر هذه المقالة في الأصل بواسطة Futurism. اقرأ المقال الأصلي.


هل رأينا للتو ولادة ثقب أسود؟

فنان يرسم ثقبًا أسود (Cygnus X-1) وهو يسحب المادة من نجم أزرق بجانبه. الائتمان: NASA / CXC / M. Weiss

منذ ما يقرب من نصف قرن ، اشترك العلماء في النظرية القائلة بأنه عندما يصل النجم إلى نهاية دورة حياته ، فإنه يخضع لانهيار جاذبي. عند هذه النقطة ، بافتراض وجود كتلة كافية ، سيؤدي هذا الانهيار إلى تكوين ثقب أسود. لطالما سعى علماء الفلك إلى معرفة متى وكيف سيتشكل الثقب الأسود.

ولما لا؟ أن تكون قادرًا على مشاهدة تشكل الثقب الأسود لن يكون حدثًا مذهلاً فحسب ، بل سيؤدي أيضًا إلى كنز دفين من الاكتشافات العلمية. ووفقًا لدراسة حديثة أجراها فريق من الباحثين من جامعة ولاية أوهايو في كولومبوس ، ربما نكون قد فعلنا ذلك في النهاية.

قاد فريق البحث كريستوفر كوتشانيك ، أستاذ علم الفلك والباحث البارز في ولاية أوهايو. باستخدام الصور التي تم التقاطها بواسطة التلسكوب ذو العينين الكبير (LBT) وتلسكوب هابل الفضائي (HST) ، أجرى هو وزملاؤه سلسلة من الملاحظات لنجم عملاق أحمر اسمه N6946-BH1.

لكسر عملية تكوين الثقوب السوداء ، وفقًا لفهمنا الحالي لدورات حياة النجوم ، يتشكل ثقب أسود بعد تعرض نجم كبير الكتلة للغاية لمستعر أعظم. يبدأ هذا عندما يستنفد النجم إمداداته من الوقود ثم يتعرض لفقدان مفاجئ للكتلة ، حيث يتم إلقاء الغلاف الخارجي للنجم ، تاركًا وراءه نجمًا نيوترونيًا متبقيًا.

ويتبع ذلك بعد ذلك الإلكترونات التي تعيد ربط نفسها بأيونات الهيدروجين التي تم طرحها ، مما يتسبب في حدوث توهج ساطع. عندما يتوقف اندماج الهيدروجين ، تبدأ البقايا النجمية في البرودة والتلاشي ، وفي النهاية تتكثف بقية المواد لتشكل ثقبًا أسود.

انطباع الفنان عن النجم في مرحلته التي امتدت عدة ملايين من السنين والتي لم يكن من الممكن ملاحظتها سابقًا كعملاق أحمر كبير. الائتمان: CAASTRO / Mats Björklund (Magipics)

ومع ذلك ، في السنوات الأخيرة ، تكهن العديد من علماء الفلك أنه في بعض الحالات ، ستختبر النجوم مستعر أعظم فاشل. في هذا السيناريو ، ينهي نجم ذو كتلة عالية جدًا دورة حياته بالتحول إلى ثقب أسود دون حدوث الانفجار الهائل المعتاد للطاقة مسبقًا.

كما لاحظ فريق أوهايو في دراستهم - بعنوان "البحث عن المستعرات الأعظمية الفاشلة باستخدام التلسكوب ذو العينين الكبير: تأكيد اختفاء نجم" - قد يكون هذا ما حدث لـ N6946-BH1 ، وهو عملاق أحمر كتلته 25 ضعف كتلة تقع الشمس على بعد 20 مليون سنة ضوئية من الأرض.

باستخدام المعلومات التي تم الحصول عليها باستخدام LBT ، لاحظ الفريق أن N6946-BH1 أظهر بعض التغييرات المثيرة للاهتمام في لمعانه بين عامي 2009 و 2015 - عندما تم إجراء ملاحظتين منفصلتين. في صور عام 2009 ، يظهر N6946-BH1 كنجم لامع منعزل. كان هذا متسقًا مع البيانات الأرشيفية التي تم التقاطها بواسطة HST في عام 2007.

ومع ذلك ، أظهرت البيانات التي حصل عليها LBT في عام 2015 أن النجم لم يعد يظهر في الطول الموجي المرئي ، وهو ما أكدته أيضًا بيانات هابل من نفس العام. أظهرت بيانات LBT أيضًا أنه لعدة أشهر خلال عام 2009 ، تعرض النجم لتوهج قصير ولكنه مكثف ، حيث أصبح أكثر إشراقًا من الشمس بمليون مرة ، ثم تلاشى بثبات.

كما استشاروا بيانات من استطلاع Palomar Transit Factory (PTF) للمقارنة ، بالإضافة إلى الملاحظات التي أجراها رون أربور (عالم فلك بريطاني هواة وصائد مستعر أعظم). في كلتا الحالتين ، أظهرت الملاحظات دليلًا على حدوث توهج خلال فترة وجيزة في عام 2009 تلاه تلاشي ثابت.

تمثيل فني للمادة المحيطة بالمستعر الأعظم 1987A. الائتمان: ESO / L.

في النهاية ، كانت كل هذه المعلومات متوافقة مع نموذج الثقب الأسود المستعر الأعظم الفاشل. كما قال البروفيسور كوتشانيك ، المؤلف الرئيسي لورقة المجموعة - - لـ Universe Today عبر البريد الإلكتروني:

"في صورة تشكيل المستعر الأعظم / الثقب الأسود الفاشل لهذا الحدث ، يكون الدافع العابر هو المستعر الأعظم الفاشل. النجم الذي نراه قبل الحدث هو عملاق أحمر فائق - لذلك لديك قلب مضغوط (بحجم

الأرض) خارج غلاف احتراق الهيدروجين ، ثم غلاف ممتد ضخم منتفخ من الهيدروجين في الغالب والذي قد يمتد إلى نطاق مدار كوكب المشتري. هذا الظرف ضعيف جدا مرتبط بالنجم. عندما ينهار قلب النجم ، تنخفض كتلة الجاذبية ببضعة أعشار من كتلة الشمس بسبب الطاقة التي تحملها النيوترينوات. هذا الانخفاض في جاذبية النجم كافٍ لإرسال موجة صدمة ضعيفة عبر الغلاف المنتفخ الذي يرسله ينجرف بعيدًا. ينتج عن هذا سطوع منخفض بارد (مقارنة بمستعر أعظم ، يقارب مليون مرة لمعان الشمس) عابرًا يستمر حوالي عام ويتم تشغيله بواسطة طاقة إعادة التركيب. كانت جميع الذرات الموجودة في الغلاف المنتفخ متأينة - إلكترونات غير مرتبطة بالذرات - مع تمدد الغلاف المقذوف وتبريده ، أصبحت الإلكترونات جميعها مرتبطة بالذرات مرة أخرى ، مما يطلق الطاقة لتزويد الطاقة العابرة. ما نراه في البيانات يتفق مع هذه الصورة ".

وبطبيعة الحال ، نظر الفريق في كل الاحتمالات المتاحة لشرح "الاختفاء" المفاجئ للنجم. وشمل ذلك احتمال أن يكون النجم محاطًا بكمية كبيرة من الغبار بحيث يتم امتصاص ضوءه الضوئي / الأشعة فوق البنفسجية وإعادة انبعاثه. لكن كما وجدوا ، هذا لا يتوافق مع ملاحظاتهم.

"الجوهر هو أنه لا توجد نماذج تستخدم الغبار لإخفاء النجم حقًا ، لذلك يبدو أن كل ما هو موجود الآن يجب أن يكون أقل إضاءة من ذلك النجم الموجود مسبقًا." وأوضح كوتشانك. "في سياق نموذج المستعر الأعظم الفاشل ، يتوافق الضوء المتبقي مع الانحلال الزمني المتأخر للانبعاثات من المواد التي تتراكم على الثقب الأسود المتكون حديثًا."

بطبيعة الحال ، ستكون هناك حاجة إلى مزيد من الملاحظات قبل أن نعرف ما إذا كان هذا هو الحال أم لا. من المرجح أن يشمل ذلك مهام الأشعة تحت الحمراء والأشعة السينية ، مثل تلسكوب سبيتزر الفضائي ومرصد شاندرا للأشعة السينية ، أو أحد تلسكوبات الفضاء من الجيل التالي التي سيتم نشرها في السنوات القادمة.

التلسكوب ذو العينين الكبير ، يظهر مرآتي التصوير. الائتمان: ناسا

بالإضافة إلى ذلك ، يأمل كوتشانيك وزملاؤه في مواصلة مراقبة الثقب الأسود المحتمل باستخدام LBT ، ومن خلال إعادة زيارة الجسم باستخدام HST في غضون عام تقريبًا من الآن. وقال "إذا كان هذا صحيحًا ، يجب أن نستمر في رؤية الجسم يتلاشى مع مرور الوقت".

وغني عن القول ، إذا كان هذا الاكتشاف صحيحًا ، فسيكون حدثًا غير مسبوق في تاريخ علم الفلك. وقد اكتسبت الأخبار بالتأكيد نصيبها من الإثارة من المجتمع العلمي. كما عبر آفي لوب - أستاذ علم الفلك في جامعة هارفارد - لـ Universe Today عبر البريد الإلكتروني:

"الإعلان عن الاكتشاف المحتمل لنجم انهار لتكوين ثقب أسود مثير للغاية. إذا كان هذا صحيحًا ، فسيكون أول منظر مباشر لغرفة الولادة لثقب أسود. الصورة فوضوية إلى حد ما (مثل أي غرفة ولادة ) ، مع عدم اليقين بشأن خصائص الطفل الذي تم ولادته ، وطريقة تأكيد ولادة الثقب الأسود هي الكشف عن الأشعة السينية.

"نحن نعلم أن الثقوب السوداء ذات الكتلة النجمية موجودة ، مؤخرًا بفضل اكتشاف موجات الجاذبية من اندماجها بواسطة فريق LIGO. منذ ما يقرب من ثمانين عامًا ، توقع روبرت أوبنهايمر ومعاونوه أن النجوم الضخمة قد تنهار إلى ثقوب سوداء. الآن قد يكون لدينا أول دليل مباشر على أن العملية تحدث بالفعل في الطبيعة.

لكن بالطبع ، يجب أن نذكر أنفسنا أنه نظرًا لبعدها ، فإن ما يمكن أن نشهده مع N6946-BH1 حدث قبل 20 مليون سنة. لذا من منظور هذا الثقب الأسود المحتمل ، فإن تشكيله يعتبر خبرًا قديمًا. لكن بالنسبة لنا ، يمكن أن تكون واحدة من أكثر الملاحظات الرائدة في تاريخ علم الفلك.


تلسكوب كبير جدًا يرصد المجرات المحاصرة في شبكة ثقب أسود هائل

بمساعدة تلسكوب ESO الكبير جدًا (VLT) ، وجد علماء الفلك ست مجرات ملقاة حول ثقب أسود فائق الكتلة ، وهي المرة الأولى التي شوهد فيها مثل هذا التجمع القريب خلال المليار سنة الأولى من الكون. يُظهر انطباع هذا الفنان الثقب الأسود المركزي والمجرات المحاصرة في شبكة الغاز الخاصة به. يضيء الثقب الأسود ، والذي يُعرف مع القرص المحيط به باسم quasar SDSS J103027.09 + 052455.0 ، بشكل ساطع لأنه يبتلع المادة من حوله. الائتمان: ESO / L. كالسادا

بمساعدة منظار ESO الكبير جدًا (VLT) ، وجد علماء الفلك ست مجرات ملقاة حول ثقب أسود هائل عندما كان عمر الكون أقل من مليار سنة. هذه هي المرة الأولى التي نشهد فيها مثل هذا التجمع القريب بعد فترة وجيزة من الانفجار العظيم ، ويساعدنا الاكتشاف على فهم أفضل لكيفية تشكل الثقوب السوداء الهائلة ، والتي يوجد أحدها في مركز مجرتنا درب التبانة ، ونمت إلى أحجامها الهائلة. بسرعة. إنه يدعم النظرية القائلة بأن الثقوب السوداء يمكن أن تنمو بسرعة داخل هياكل كبيرة تشبه الويب تحتوي على الكثير من الغاز لتزويدها بالوقود.

قال ماركو مينولي: "كان هذا البحث مدفوعًا بشكل أساسي بالرغبة في فهم بعض أكثر الأجسام الفلكية تحديًا - الثقوب السوداء الهائلة في بدايات الكون. هذه أنظمة متطرفة ولم يكن لدينا حتى الآن تفسير جيد لوجودها". عالم الفلك في المعهد الوطني للفيزياء الفلكية (INAF) في بولونيا ، إيطاليا ، والمؤلف الرئيسي للبحث الجديد المنشور اليوم في علم الفلك والفيزياء الفلكية.

كشفت الملاحظات الجديدة مع ESO's VLT عن العديد من المجرات المحيطة بثقب أسود فائق الكتلة ، وكلها تقع في "شبكة عنكبوتية" كونية من الغاز تمتد إلى أكثر من 300 ضعف حجم مجرة ​​درب التبانة. يوضح مينولي: "إن خيوط الويب الكونية تشبه خيوط شبكة العنكبوت". "تقف المجرات وتنمو حيث تتقاطع الخيوط ، ويمكن أن تتدفق تيارات الغاز - المتاحة لتغذية كل من المجرات والثقب الأسود المركزي الهائل - على طول الخيوط."

الضوء المنبعث من هذا الهيكل الكبير الشبيه بالشبكة ، بثقبه الأسود الذي تبلغ كتلته مليار كتلة شمسية ، ينتقل إلينا منذ زمن كان عمر الكون فيه 0.9 مليار سنة فقط. يقول المؤلف المشارك روبرتو جيلي ، وهو أيضًا عالم فلك في INAF في بولونيا: "وضع عملنا جزءًا مهمًا في اللغز غير المكتمل إلى حد كبير ، وهو تكوين ونمو مثل هذه الأجسام المتطرفة ، ولكنها وفيرة نسبيًا ، بسرعة كبيرة بعد الانفجار العظيم". ، في اشارة الى الثقوب السوداء الهائلة.

يجب أن تكون الثقوب السوداء الأولى ، التي يُعتقد أنها تشكلت من انهيار النجوم الأولى ، قد نمت بسرعة كبيرة لتصل إلى كتل مليار شمس خلال أول 0.9 مليار سنة من عمر الكون. لكن علماء الفلك كافحوا لشرح كيف كان يمكن توفير كميات كبيرة من "وقود الثقب الأسود" لتمكين هذه الأجسام من النمو إلى مثل هذه الأحجام الهائلة في مثل هذا الوقت القصير. يقدم الهيكل الجديد تفسيرًا محتملًا: تحتوي "شبكة العنكبوت" والمجرات الموجودة بداخلها على ما يكفي من الغاز لتوفير الوقود الذي يحتاجه الثقب الأسود المركزي ليصبح عملاقًا هائلًا بسرعة.

ولكن كيف تشكلت مثل هذه الهياكل الضخمة الشبيهة بالويب في المقام الأول؟ يعتقد علماء الفلك أن الهالات العملاقة من المادة المظلمة الغامضة هي المفتاح. يُعتقد أن هذه المناطق الكبيرة من المادة غير المرئية تجذب كميات هائلة من الغاز في بدايات الكون معًا ، ويشكل الغاز والمادة المظلمة غير المرئية هياكل شبيهة بالويب حيث يمكن أن تتطور المجرات والثقوب السوداء.

يقول كولين: "إن اكتشافنا يدعم فكرة أن الثقوب السوداء الأكثر بعدًا وضخامة تتشكل وتنمو داخل هالات المادة المظلمة الهائلة في هياكل واسعة النطاق ، وأن غياب الاكتشافات المبكرة لمثل هذه الهياكل كان على الأرجح بسبب قيود الرصد" ، كما يقول كولين نورمان من جامعة جونز هوبكنز في بالتيمور بالولايات المتحدة ، وهو أيضًا مؤلف مشارك في الدراسة.

المجرات التي تم اكتشافها الآن هي من أضعف المجرات التي يمكن أن ترصدها التلسكوبات الحالية. تطلب هذا الاكتشاف ملاحظات على مدى عدة ساعات باستخدام أكبر التلسكوبات البصرية المتاحة ، بما في ذلك ESO's VLT. باستخدام أدوات MUSE و FORS2 على VLT في مرصد Paranal التابع لـ ESO في صحراء أتاكاما التشيلية ، أكد الفريق الصلة بين أربعة من المجرات الست والثقب الأسود. وقالت باربرا بالمافيردي ، عالمة الفلك بمعهد INAF في تورينو بإيطاليا ، "نعتقد أننا رأينا للتو قمة الجبل الجليدي ، وأن المجرات القليلة التي تم اكتشافها حتى الآن حول هذا الثقب الأسود الهائل ليست سوى المجرات الأكثر سطوعًا".

تساهم هذه النتائج في فهمنا لكيفية تشكل وتطور الثقوب السوداء فائقة الكتلة والهياكل الكونية الكبيرة. سيتمكن تلسكوب ESO الكبير للغاية ، والذي يجري بناؤه حاليًا في تشيلي ، من البناء على هذا البحث من خلال مراقبة العديد من المجرات الأكثر خفوتًا حول الثقوب السوداء الضخمة في الكون المبكر باستخدام أدواته القوية.


لقد رأينا ثقبًا أسود مباشرة لأول مرة

لقد اكتشفنا الثقوب السوداء مرارًا وتكرارًا ، لكننا اعتمدنا دائمًا على أدلة غير مباشرة للقيام بذلك. لكن كل ذلك تغير اليوم مع أول صورة على الإطلاق لأفق الحدث ، "نقطة اللاعودة" للثقب الأسود.

كشف اتحاد Event Horizon Telescope النقاب عن أول صورة للثقب الأسود اليوم. "التلسكوب" هو في الواقع مجموعة من التلسكوبات حول الكوكب لإنشاء ما يشير إليه المشروع على أنه "تلسكوب افتراضي بحجم كوكب".

قال مدير مشروع EHT Sheperd S. Doeleman في بيان صحفي: "هذا إنجاز علمي استثنائي أنجزه فريق من أكثر من 200 باحث".

لم تكن النتيجة الأولى ، كما يظن الكثيرون ، صورة للثقب الأسود الهائل في مركز مجرتنا ، لكنها كانت بدلاً من ذلك هي تلك الموجودة في مركز M87 ، وهي مجرة ​​عملاقة تبعد 53 مليون سنة ضوئية. يزن الثقب الأسود الهائل في مركز تلك المجرة 6 مليارات كتلة شمسية. يبلغ حجم الثقب الأسود في مركز مجرتنا 4 ملايين كتلة شمسية فقط.

يقول دويلمان إن تصوير M87 كان أسهل لأنه يتغير بشكل أقل على مدار المساء ، لكن المجموعة تواصل العمل على الثقب الأسود الهائل في مركز مجرتنا ، والمعروف باسم Sagitarrius A *.

إلى جانب التلسكوبات الراديوية المرتبطة في جميع أنحاء العالم ، اعتمدت EHT على البيانات من المراصد الفضائية مثل Chandra إلى نشاط الصور في M87.

اعتمدت عمليات اكتشاف الثقب الأسود السابقة على الاكتشاف غير المباشر. على سبيل المثال ، تم اكتشاف العديد بناءً على دفقات من المواد المشعة من مركزها في ضوء الأشعة السينية ، بينما تم اكتشاف البعض الآخر بناءً على التموجات التي تحدثها في نسيج الفضاء. لكن هذه هي المرة الأولى التي يتم فيها تصوير أفق الحدث بشكل مباشر.

من المحتمل أن تظهر صور أخرى خلال الأشهر القليلة المقبلة ، مع ترقيات لمجموعة التلسكوب العالمية التي تساعد على تحسين البيانات بشكل أكبر. يتضمن ذلك إمكانية تقديم خوارزمية أفضل بالإضافة إلى تلسكوبات جديدة تنضم إلى التلسكوب الافتراضي. بعبارة أخرى ، هذه الصورة غير الواضحة هي مجرد بداية لعلم فلك الثقب الأسود وليس النهاية.


هل رأيت ثقبي الأسود ، الثقب الأسود؟

زوجان من الأشياء التي أريد مشاركتها. هذا شيء جعلني أضحك بصوت عالٍ اليوم:

لاحظ الخط الجانبي & quot ؛ هل يمكنك النجاة من الوقوع في واحد؟ & quot ؛ يبدو أن البعض قد سقط بالفعل ، بعيدًا عن متناول أفق الحدث. أفترض أنها تشبه الزومبي قليلاً.

الأكثر جدية ، ولماذا أنشر ، تعرفت مؤخرًا على عمل الدكتور بول لافيوليت. حسنا ماذا يمكن أن أقول؟ لم أكن متحمسًا للكتب العلمية لسنوات عديدة ، ليس منذ أن كنت طفلاً! تمامًا كما يعتقد المرء أنه لم يتبق للكون مفاجآت ، فإن LaViolette يثير ما يكفي من الألغاز لتدوم معك مدى الحياة.

أوصي به بشكل خاص فك شفرة رسالة النجوم النابضة، وهو فحص مفصل ومكتوب بشكل جيد للنجوم النابضة وخصائصها والغرابة العامة. على الرغم من أنني لا أتفق مع استنتاجه بأن النجوم النابضة هي شبكة ETI ، إلا أن دراسته لها كانت رائعة ومثيرة للتفكير. هذا هو الكتاب العلمي الوحيد الذي قرأته على الإطلاق ووجدت أنه من المستحيل التوقف عن القراءة. لا شيء أقل من مذهل.

تستحق أعماله الأخرى أيضًا القراءة وأجد الكثير لأتفق معه. الموجة الفائقة للمجرة ، فكرة النجمة الأم ، تأريخ الكوارث القديمة ، أعتقد أن الدكتور لافيوليت موجود في كل هذه الأمور. نظريته في الحركية الجزئية أيضًا ، النظرية الموحدة الوحيدة التي أجدها معقولة.

ومع ذلك ، هناك فرضية واحدة أختلف معها تمامًا ، حول كون الأبراج تشفيرًا. في هذا ، لا ، ومن الواضح تمامًا ذلك. كل ما نحتاجه هو الفهم الأساسي للأصفار البدائية لمعرفة مدى خطأ المؤلف. ومع ذلك ، حتى هنا ، فإن القراءة جديرة بالاهتمام ، وتؤدي إلى تأكيد غير مقصود للحقيقة - يرمز Sphynx الفلكي للصليب الكبير للاستباقية ، لا أكثر ولا أقل. ولكن مع المكون الإضافي ، ضرورة ملحة للوقت: إيصال الكارثة المصادفة.

يمكنني أن أقول أكثر من ذلك بكثير ، أكتب كتابًا نقدًا إذا كان لدي الوقت. لكن الأمر متروك لكم يا رفاق - هل قرأ أي منكم أيًا من أعمال دكتور لافيوليت؟ ما رأيك في ذلك؟ أي من كتبه هو المفضل لديك؟

# 2 بيس

(يهز كتفيه) كلما كانت الادعاءات أكثر غرابة ، زاد عدد الناس الذين يشترون كتبه.

أتذكر عندما كنت في المدرسة الثانوية ، كان هناك بالفعل تفكير جاد بأن النجوم النابضة هي إشارات من ET.

أعتقد ، على الرغم من ذلك ، أن الليزر الصغير (على سبيل المثال بحجم القمر) المصمم بشكل صحيح سيكون شكلًا عمليًا وفعالًا أكثر للتواصل إذا ، كما تعلم ، كنت تستخدم إشارات ضوئية وما شابه.

أعتقد أنه بمجرد أن نعرف ونفهم بنية نسيج الكون ، سنفهم فقط ما الذي يعطي الكتلة خاصية "التنسيب". بمعنى آخر ، لماذا يوجد هذا البروتون هنا على الأرض وليس خارجًا بواسطة بلوتو؟

شيء ما عن الجسيم "يخبر" الكون بالضبط عن إحداثياته ​​المكانية.

إذا تمكنا من تغيير هذا "الشيء" ، فيمكن وضع هذا الجسيم على الفور في أي مكان في الكون.

ضع في اعتبارك أن هذا هو بالضبط ما تخبرنا به نظرية الكم .. أن الجسيم لديه "احتمالية" معينة لوجوده في أي مكان في الكون. الاحتمال ضئيل للغاية لوجود إلكترون بالقرب من بلوتو ، لكنه مرتفع جدًا بحيث يكون حول بروتونه في أي لحظة. ولكن هناك فرصة في الخارج.

يوضح لنا نفق الإلكترون أن هذا "الاحتمال" يعني أن الإلكترون يمكن أن يكون أساسًا على جانبي البروتون حتى لو كان هناك حاجز في المنتصف.


Cygnus X-1 ، أول ثقب أسود يتم اكتشافه على الإطلاق ، هو أضخم مما كنا نظن

لحسن الحظ ، الفضاء كبير * ، لذا فحتى أقرب الأماكن التي نعرفها بعيدة جدًا ، على بعد آلاف السنين الضوئية. ونراهم في كل مجرة ​​ذات حجم لائق هنا أيضًا ، من ملايين إلى مليارات السنين الضوئية.

المزيد من علم الفلك السيئ

لكن Cygnus X-1 مميز. كان أول. أول اكتشاف على الإطلاق ، أي ولا يزال أحد أقرب ما نعرفه. لكن الملاحظات الجديدة تظهر أن بعض الأشياء التي اعتقدنا أننا نعرفها لم تكن صحيحة ، بما في ذلك المسافة والكتلة وحتى كيفية تشكلها ، مما يعني أن علماء الفلك سيحتاجون إلى إعادة التفكير في بعض التفاصيل حول كيفية انهيار النجوم لتكوين هذه الأجسام.

تم اكتشاف Cygnus X-1 في عام 1964 ، عندما تم إطلاق ما كان في الأساس عدادات جيجر الفاخرة إلى الفضاء في سلسلة من الرحلات دون المدارية. اكتشفوا أشعة سينية قادمة من اتجاه كوكبة الدجاجة. حددت الملاحظات الراديوية التي تم إجراؤها في عام 1971 موقع المصدر في السماء ، والذي كان بشكل مفاجئ نجمًا أزرقًا مضيئًا من النوع O يسمى HD 226868. هذه نجوم ضخمة وقوية ، ولكنها لا تجعل الأشعة السينية بنفس القوة التي تم اكتشافها .

صورة للنجم HD 226868 (سهم) ، نجم ضخم ومضيء يدور حوله ثقب أسود (غير مرئي هنا) ، مكونًا Cygnus X-1. الائتمان: Aladin / DSS2

في نفس العام ، على الرغم من ذلك ، شوهد تحول دوبلر دوري في ضوء النجم ، مما يشير إلى وجود جسم هائل يدور حوله ، على الرغم من عدم رؤية أي شيء. كان هذا أول دليل قوي على أن Cyg X-1 كان ثقبًا أسود.

تمت دراستها على نطاق واسع على مر السنين ، ولا شك في طبيعتها كثقب أسود. حتى وقت قريب (أوووه ، إنذارات) ، حددت طرق مختلفة بعده بما يزيد قليلاً عن 6000 سنة ضوئية ، وكتلته أقل بقليل من 16 ضعف كتلة الشمس. النجم الذي يدور حوله أكبر بكثير ، كتلة الشمس عشرات المرات ، ويدور كل منهما حول الآخر كل 5.6 يوم.

يسمى هذا النوع من النظام ثنائي الكتلة العالية للأشعة السينية ، والعديد منها معروف. أضخم ثقب أسود لديه ثقب أسود أقل بقليل من 16 ضعف كتلة الشمس. هذا يضع Cygnus X-1 في قمة فئته.

نسخة مشروحة من محاكاة الثقب الأسود تشرح الأجزاء المختلفة لهذا الجسم الغريب. الائتمان: مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا / جيريمي شنيتمان

... إلا أن الأمور تغيرت. New radio observations (combined with older ones covering about 7 years in total) using the Very Long Baseline Array (VLBA) indicate the distance to the black hole isn't 6,000 light years but just over 7,200 light years, a significant increase. They used what's called parallax: As the Earth orbits the Sun over the course of a year, we see the system at a very slightly different angle. The farther the object the smaller the angle, and since we know the Earth-Sun distance we can use trigonometry to calculate the object's distance.

That changes things. Because it's farther away the star is more luminous than first thought. It blasts out over 400,000 times the Sun's energy! It has to be more massive to do that than previously thought, too, and the new mass found is about 41 times the Sun's mass.

That means the black hole is more massive, too. It's not 15 times the Sun's mass, إنه 21 times the Sun's mass.

Oof. That's far higher than the highest known black hole mass in an X-ray binary system. And it's difficult to explain.

Black holes form when massive stars run out of fuel in their cores and explode. The outer layers blast away in a supernova, and the core collapses to form the black hole. The mass of that black hole depends on many things, including the mass the star was born with, what elements are in it, how much mass the star lost over its lifetime by blowing away part of its outer layers in a wind (like the solar wind but much stronger). In the case of Cygnus X-1 it also depends on the other star in the binary system as well.

The problem here is that given this new mass, it would seem that the black hole's progenitor star must have been about 60 times the Sun's mass, a monster. Those stars usually blow quite the wind, but the stellar models suggest that at that mass it would've blown كثير جدا wind by a factor of two or three the star would've lost too much mass to explain the black hole's current heft. Something must have choked those winds.

It's not clear what. The O-star companion has an unusually large amount of heavy elements in it, and it probably got those from the black hole's progenitor star before it exploded. But (for complicated reasons) those usually lead to a strong wind, and that doesn't make sense. If these revised numbers hold up, it means the models of how massive stars blow winds under similar circumstances need to be rethought as well.

Artwork of the Cygnus X-1 system. Off to the left is a massive O-star over 40 times the mass of the Sun. Orbiting around it is a black hole with a mass of 21 times the Sun’s, feeding off of material from the star and blasting out X-rays. Credit: International Centre for Radio Astronomy Research

This may sound a bit esoteric, but it's pretty important. Binary systems like this are easy to spot in other galaxies, and can be used to determine the environment in those galaxies. Also, eventually that O star will explode and also form a black hole. The two will spiral together, and in a few billion years will merge, blasting out gravitational waves. We see events like this happening all over the Universe, and they appear to come from black holes more massive than we usually see (in 2019 a merger was seen from a system with black hole masses of an astonishing 66 and 85 times the Sun's mass). We don't know how black holes get that massive. Studying Cygnus X-1 can help us figure that out.

Plus, black holes are just cool. Finding out that one of the closest, and the very first one ever discovered, is farther away and more massive than we thought is a big deal. It shows there's still a lot we have to learn about these bizarre objects.


Have we ever seen a star disappear behind a black hole as it orbits it?

This is the best reconstruction of stellar orbits near a black hole.

edit: Apparently we crashed the gif website, here's a mirror: http://gfycat.com/CoarseSilverDassierat

In theory, are there black holes with big enough event horizons to allow for a star to hide behind them from our point of reference?

Every time I see that footage I get chills down my spine..

When you realize the speeds at which some of these massive stars are tossed around at, you get a slight insight into the incomprehensible power of a black hole.

any idea of the velocity of the star at maximum ?

is that a real picture of a real black hole?

Wow that's awesome. I've written quite a few N-Body simulations (many of which I didn't handle singularities very well), and every time I see that sort of rapid acceleration I always wonder: Does a rapid change in direction like that due to gravity have any big or interesting effects on the star?


ما هو الثقب الأسود؟ The universe's dark, mysterious monsters

Todd Thompson, chair of Ohio State's astronomy department, says the data shows that something is pulling on the star, distorting its shape and brightness.

"Just as the moon's gravity distorts the Earth's oceans, causing the seas to bulge toward and away from the moon, producing high tides, so does the black hole distort the star into a football-like shape with one axis longer than the other," he said. "The simplest explanation is that it's a black hole -- and in this case, the simplest explanation is the most likely one."

Jayasinghe, Thompson and Stanek are co-authors of a paper on the findings published Wednesday in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

The scientists expect this could be the first in a line of new discoveries of smaller black holes now that it's becoming more clear that they actually exist. In the cosmos, unicorns might not be so rare after all.

Follow CNET's 2021 Space Calendar to stay up to date with all the latest space news this year. You can even add it to your own Google Calendar.


Python and the Black Hole

I think we have all seen the amazing bit of news about the first image of a black hole constructed from half a ton of hard drives full of images from eight radio telescopes (that from part of the Event Horizon Telescope, EHT). The interesting part well Katie Bouman led a team to develop an algorithm to stitch these images together and it utilised a lot of Python (here, TedTalk and GitHub location).

So why did they need to stitch the images together and just use one telescope. Well it all comes down to resolution or more importantly angular resolution. In Astronomy the size of objects on the sky are often described by the amount of the sky they occupy in units of arc (more generally arc minute, arc seconds etc., with 1 arc second being 1/3600 of a degree) rather than degrees or radians because it would simply be such a small number with a lot of 0’s if we used that. The simple way to think of it is if you were to look at the moon (which is around 31 arcminutes) and draw a line from your feet to one side of the moon and then another to the opposite side, the angle between the two sides would be the angular size. There’s a nice explanation here with pictures.

This leads us to telescopes. The smallest thing the radio telescope can discern is a function of the wavelength size in metes being used (the smaller the better) divided by the size of the dish (also in metres) for collecting it all in multiplied by 2.5x105 to convert it to arcseconds. The range of radio frequencies used are between 1 and 10cm outside these ranges they are generally absorbed, reflected by the atmosphere or full of too much noise, though you can extend these by placing telescopes at higher altitudes etc (getting to 1.3 mm ranges in the case of EHT).

The black hole has an angular size of 40 microarc seconds or 1 millionth of an arcsecond. So, to see it using 1.3mm wavelengths we need a dish of diameter 8,125 km! Not practical. If you’re surprised by that you must consider that the black hole is millions of times smaller compared to the size of the Moon when seen on the sky.

This is where radio telescope arrays come into play and use a technique called interferometry. By synchronising their collection of data when looking at the same image you can simulate a radio telescope with a dish size that is effectively the distance between them. You can now see that by placing the telescopes at least 8,000 km apart is a lot easier to do. In fact, this technique is used a lot with entire fields full of identical radio telescopes that simulate a radio telescope much larger than the individual. The downside to it is the amount of data you collect which means longer observation times or dim objects are harder to see (this is still a function of the real combined dish areas).

In summary the achievement we’ve seen is an impressive feat for something so tiny to the naked eye!