باستخدام ظاهرة تُعرف باسم عدسة الجاذبية ، اكتشف فريق من علماء الفلك واحدًا من أكبر الثقوب السوداء التي تم اكتشافها على الإطلاق.
استخدم فريق بقيادة جامعة دورهام بالمملكة المتحدة عدسة الجاذبية – حيث تحني مجرة في المقدمة الضوء من جسم بعيد وتضخمه – وعمليات محاكاة الكمبيوتر العملاق في منشأة DiRAC HPC ، مما مكن الفريق من فحص كيفية انحناء الضوء عن كثب. من خلال ثقب أسود في مجرة تبعد مئات الملايين من السنين الضوئية عن الأرض.
اكتشفوا ثقبًا أسود فائق الكتلة تبلغ كتلته 30 مليار ضعف كتلة شمسنا في مجرة الماضي – وهي ظاهرة نادرًا ما يراها علماء الفلك.
إنه أول ثقب أسود يتم اكتشافه باستخدام هذه التقنية ، والتي تسمح للفريق بمحاكاة الضوء الذي ينتقل عبر الكون مئات الآلاف من المرات. اشتملت كل محاكاة على ثقب أسود مختلف الكتلة ، مما أدى إلى تغيير رحلة الضوء إلى الأرض.
عندما قام الباحثون بتضمين ثقب أسود فائق الكتلة في عمليات المحاكاة الخاصة بهم ، فإن مسار الضوء الذي يصل إلى الأرض من مجرة بعيدة يطابق المسار الذي شوهد في الصور الحقيقية التي تم التقاطها بواسطة تلسكوب هابل الفضائي.
تم نشر النتائج اليوم في المجلة الإخطارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية.
المؤلف الرئيسي قسم الفيزياء بجامعة دورهام. قال جيمس نايتنجيل ، “هذا الثقب الأسود ، الذي تبلغ كتلته حوالي 30 مليار ضعف كتلة شمسنا ، هو أحد أكبر الثقوب السوداء التي تم اكتشافها على الإطلاق. نعتقد أن الثقوب السوداء يمكن أن تتغير نظريًا ، لذلك هذا اكتشاف مثير للغاية.”
تحدث عدسة الجاذبية عندما يحني مجال جاذبية النجم الأمامي ضوء نجم الخلفية ، مما يعني أننا نراه أكثر من مرة.
مثل العدسة الحقيقية ، تعمل أيضًا على تكبير مجرة الخلفية ، مما يسمح للعلماء بدراستها بتفاصيل محسّنة.
قال الدكتور نايتنجيل: “معظم الثقوب السوداء الهائلة التي نعرفها نشطة ، حيث تسخن المادة التي يتم سحبها بالقرب من الثقب الأسود وتنبعث منها طاقة على شكل ضوء وأشعة سينية وإشعاعات أخرى.”
“ومع ذلك ، فإن عدسة الجاذبية تجعل من الممكن دراسة الثقوب السوداء السلبية ، وهو أمر غير ممكن حاليًا في المجرات البعيدة. قد يجد هذا النهج العديد من الثقوب السوداء خارج كوننا المحلي ويكشف كيف تطورت هذه الأجسام الغريبة أكثر عبر الزمن الكوني.”
تفتح الدراسة ، التي تشمل أيضًا معهد ماكس بلانك الألماني ، إمكانية اكتشاف ثقوب سوداء أكثر سلبية وفائقة الكتلة مما كان يعتقده علماء الفلك سابقًا ، والتحقيق في كيفية نموها بهذه الضخامة.
بدأت قصة هذا الاكتشاف بالذات في عام 2004 ، عندما لاحظ عالم الفلك بجامعة دورهام ، الأستاذ أليستر إيدج ، الانحناء العملاق لعدسة الجاذبية أثناء مراجعة الصور من مسح المجرات.
سريعًا إلى الأمام 19 عامًا ، وبمساعدة بعض الصور عالية الدقة من تلسكوب هابل الفضائي التابع لناسا ومنشأة الكمبيوتر العملاق Track Cosma8 في جامعة دورهام ، تمكن الدكتور نايتنجيل وفريقه من إعادة النظر في هذا الأمر والتحقيق فيه بشكل أكبر.
يأمل الفريق أن تكون هذه هي الخطوة الأولى للتعمق في أسرار الثقوب السوداء ، وأن التلسكوبات المستقبلية واسعة النطاق ستساعد علماء الفلك في معرفة المزيد عن الثقوب السوداء البعيدة وحجمها ونطاقها.
معلومات اكثر:
جيمس نايتينجيل وآخرون ، أبيل 1201: الكشف عن ثقب أسود فائق الكتلة في عدسة الجاذبية القوية ، الإخطارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية (2023) DOI: 10.1093 / mnras / stad587
