بحث :  
علماء الفلك يستخدمون أصداء الثقب الأسود للمساعدة في رسم خريطة الكون
علماء الفلك يستخدمون أصداء الثقب الأسود للمساعدة في رسم خريطة الكون
[11/اكتوبر/2020]

واشنطن - سبـأ :

من وجهة نظرنا الوحيدة في الكون ، من الصعب حقًا فهم الفضاء ثلاثي الأبعاد، ويمكننا بسهولة رسم خريطة للنجوم في الأبراج فيما يتعلق ببعضها البعض ، ولكن معرفة أيها أقرب وأيها أبعد يصعب قياسه كثيرًا ،حسبما يعتقد علماء الفلك.

وتتمثل إحدى طرق تحديد المسافة إلى الأشياء في الفضاء في استخدام الشموع القياسية - وهي كائنات ذات سطوع جوهري معروف.

ويقيس علماء الفلك الفرق بين مدى سطوع الجسم في الواقع ، ومدى سطوعه لنا على بعد سنوات ضوئية ، ويستخدمون هذا الاختلاف لحساب المسافة التي قطعها الضوء ،بحسب ما نشره موقع ساينس أليرت .

وتشمل هذه الشموع النجوم النابضة التي يرتبط سطوعها الجوهري بتوقيت نبضاتها ، والمستعرات الأعظمية ذات نطاق ذروة سطوع محدود .

وأظهر علماء الفلك جدوى ما يبدو أنه الأداة الأكثر احتمالًا في الكون لهذه المجموعة - الثقوب السوداء الهائلة . أو على الأقل أصداءها.

وقال عالم الفلك Yue Shen من جامعة إلينوي في Urbana-Champaign: "قياس المسافات الكونية يعد تحديًا أساسيًا في علم الفلك ، لذا فإن احتمال وجود خدعة إضافية أمر مثير للغاية" .

وقد تشعر ببعض الحيرة هنا. في حين أنه من الصحيح أننا نعرف (بشكل أو بآخر) مدى سطوع الثقوب السوداء ، فإن هذا لا يساعد على الإطلاق - لأنها ، حسناً ، عكس السطوع...وأنها لا تعطي أي إشعاع يمكن تمييزه على الإطلاق ؛ إنهم غير مرئيين بشكل فعال.

وهناك ما يصل إلى مليار ثقب أسود ذو كتلة نجمية في مجرة درب التبانة. لقد حددنا عددًا قليلاً فقط .

ومع ذلك ، فإن الثقوب السوداء الهائلة الموجودة في قلوب المجرات هي عبارة عن غلاية مختلفة تمامًا من الأسماك.

وما زلنا لا نستطيع رؤيتهم. ولكن إذا كانت نشطة ، فإن المادة من حولها تضيء بشكل مشرق للغاية بالفعل. ويمكن استخدام الطريقة التي يتصرف بها الضوء في هذه البيئة المباشرة لحساب سطوعه الداخلي.

 

والثقب الأسود فائق الكتلة النشط هو الذي يتغذى على المواد ، وهذه المادة مبنية حول الثقب الأسود في بنية معروفة. يوجد في المركز الثقب الأسود الهائل نفسه ، وهو وحش من شيء يمكن أن تصل كتلته إلى ملايين إلى عشرات المليارات من المرات كتلة الشمس.

وحول هذا قرص من المواد ، يسحب الجاذبية إلى الثقب الأسود ، مثل الماء يدور قليلاً ويسقط في المصرف. هذا هو قرص التراكم ، وقوى الجاذبية والاحتكاك الشديدة فيه تسخن المادة وتتسبب في توهجها بشكل ساطع. لكن هذا ليس ما قاسه علماء الفلك.

وخارج قرص التراكم توجد سحابة أكبر ، حلقة من الغبار على شكل كعكة دائرية تسمى الحلقة . يتم وضع الهيكل بأكمله معًا مثل الرسم التوضيحي أعلاه. إنها تلك الحلقة الخارجية التي هي المفتاح لتقنية تُعرف باسم رسم خرائط الصدى ، أو رسم خرائط الصدى.

وبين الحين والآخر ، تتوهج منطقة قرص التنامي الأقرب إلى ثقب أسود فائق الكتلة بشكل ساطع بأطوال موجية بصرية وفوق بنفسجية - وعندما تصل إلى الطارة ، "يتردد صداها".

وتمتص السحابة المتربة الضوء البصري والأشعة فوق البنفسجية ، مما يؤدي إلى تسخين هذه الطاقة الحرارية وإصدارها كضوء متوسط للأشعة تحت الحمراء.

ويمكن أن تكون أقراص التراكم ضخمة ؛ يمكن أن يستغرق الضوء سنوات حتى يصل إلى الحلقة ويعاد انبعاثه. ولكن نظرًا لأننا نعرف سرعة الضوء ، يمكن لعلماء الفلك استخدام الوقت بين التوهج والصدى لحساب المسافة بين الحافة الداخلية لقرص التراكم والحلقة.

هذا هو المكان الذي يصبح فيه ذكيًا حقًا. نحن نعلم أن الحافة الداخلية لقرص التراكم ساخنة للغاية. ونعلم أن القرص يزداد برودة كلما تحركنا للخارج من الثقب الأسود.

وعندما تنخفض درجة الحرارة إلى حوالي 1200 درجة مئوية (2200 درجة فهرنهايت) ، يمكن أن تتكون سحب الغبار...لذا ، فإن المسافة بين الطارة والحافة الداخلية لقرص التراكم تتناسب طرديًا مع درجة الحرارة شديدة الحرارة.

 

إذا عرفنا المسافة ، يمكننا حساب درجة الحرارة - وبمجرد أن نعرف درجة الحرارة ، يمكننا حساب مقدار الضوء الذي تنبعث منه تلك المنطقة. فقاعة. سطوع جوهري. يسمى هذا الارتباط علاقة RL (للنصف القطر واللمعان).

ومن الواضح أن الأمر ليس بهذه البساطة "بوم". يجب أن تراقب ثقبًا أسود بحذر شديد خلال أطر زمنية طويلة لاكتشاف الفلاش البصري / فوق البنفسجي وصدى الأشعة تحت الحمراء المتوسطة.

وقام فريق من علماء الفلك بقيادة Qian Yang من جامعة إلينوي في Urbana-Champaign بتمشيط ما يقرب من عقدين من البيانات التي تم جمعها بواسطة التلسكوبات البصرية الأرضية للبحث عن الفلاش البصري.

وثم درسوا البيانات التي تم جمعها بين عامي 2010 و 2019 بواسطة مستكشف مسح الأشعة تحت الحمراء ذي المجال الواسع لأجسام الأرض القريبة من ناسا بحثًا عن مشاعل الأشعة تحت الحمراء المقابلة.

وحددوا 587 ثقبًا أسود فائق الكتلة مع وميض ضوئي وصدى الأشعة تحت الحمراء المتوسطة - وهو أكبر مسح منفرد من نوعه.

وعلى الرغم من أنه لا يزال هناك مجال لتنقيح البيانات - لم تمتد مسوحات الأشعة تحت الحمراء على نطاق الأشعة تحت الحمراء بالكامل ، مما يعني أن هناك قدرًا لا بأس به من عدم اليقين في حسابات المسافة - لقد أكدوا أن مقاييس العلاقة RL ، وأن الصدى يتصرف بنفس الطريقة عبر الثقوب السوداء فائقة الكتلة من جميع الأحجام في عينتها.


الروبوتات تقضي على 85 مليون وظيفة خلال خمس سنوات
مصرع 15 شخصا وفقدان 27 آخرين في فيتنام جراء الانهيارات الأرضية
مقتل 5 أشخاص جراء انهيار طيني في إندونيسيا
سيارة أمريكية تحصل على لقب الأسرع في العالم
اكتشاف حفريات لديناصور عمرها 69 مليون عام في كندا
هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية تحذر من تسونامي في آلاسكا بعد زلزال بقوة 7,5 درجة
السلطات الباكستانية تحبط محاولة تهريب صقور مهددة بالانقراض
سرقة أكثر من 10 آلاف جرعة من لقاح الانفلونزا في المكسيك
جونسون&جونسون تعلّق التجارب على لقاحها المضادّ لكوفيد-19 بعد مرض أحد المشاركين
روسيا تعتزم إنفاق أكثر من 4 مليارات روبل لتطوير قاطرة نووية فضائية