يكشف التلسكوب الفضائي الجديد على شبكة الإنترنت والذي تبلغ تكلفته 10 مليار دولار أمريكي عن وجود ثقب أسود هائل في مجرة ​​درب التبانة

ستواجه الويب التحدي المتمثل في التوهجات الهائلة للثقب الأسود والتي أثبتت أنها غامضة ومثيرة للاشمئزاز لعلماء الفلك.

في السنة الأولى من العمل ، ناساس تلسكوب جيمس ويب الفضائي ستعمل جنبًا إلى جنب مع مشروع مشترك عالمي لإنشاء صورة للمنطقة المحيطة مباشرةً بالضخامة الفائقة الثقب الأسود في قلوبنا درب التبانة المجرة. اشتهر الحدث بالصورة الأولى لـ “ظل” الثقب الأسود في مركز تلسكوب Horizon (EHT) المجرة M87 ، وقد حول جهوده إلى البيئة الأكثر تعقيدًا لمجرة درب التبانة Sagittarius A *. الثقب الأسود. على الرغم من أن مركز M87 يحدد هدفًا ثابتًا ، إلا أن Sagittarius A * يصدر مشاعل متوهجة غامضة كل ساعة ، مما يجعل عملية التصوير أكثر صعوبة. سيساعد Webb في صور الأشعة تحت الحمراء الخاصة به لمنطقة الثقب الأسود ، مما يوفر بيانات حول متى سيكون هناك مشاعل محددة قيّمة لفريق EHT.

تتوهج الدوامة الهائلة للغاز الساخن بضوء الأشعة تحت الحمراء ، مما يشير إلى الموقع التقريبي لأكبر ثقب أسود في قلب مجرتنا درب التبانة. تشتمل هذه الصورة المركبة متعددة الأطوال الموجية أيضًا على ضوء الأشعة تحت الحمراء الذي تم التقاطه بواسطة تلسكوب هابل الفضائي التابع لناسا ، وهو أشد صورة بالأشعة تحت الحمراء تم التقاطها على الإطلاق في مركز المجرة عند إصدارها في عام 2009. تسمى المنطقة المحيطة بالثقب الأسود مباشرة بـ Dynamic Flash Flares ، Socitarius. عمدت A * إلى تعقيد الجهود لإنشاء صورة أقرب وأكثر تفصيلاً لتعاون Event Horizon Telescope (EHT). على الرغم من أن الثقب الأسود لا ينبعث منه ضوء ولا يمكن اكتشافه بواسطة التلسكوب ، يعمل فريق EHT على التقاطه من خلال الحصول على صورة واضحة للغبار المتوهج الساخن والغبار من حوله. الائتمان: NASA، ESA، SSC، CXC، STScI

في قمم الجبال المنعزلة عبر الكوكب ، ينتظر العلماء الكلمة الليلة: التكامل المعقد بين عشرات التلسكوبات على الأرض وفي الفضاء قد اكتمل ، والطقس صافٍ ، وتم حل المشكلات التقنية – تمت محاذاة النجوم المجازية. حان الوقت لإلقاء نظرة على الثقب الأسود الهائل في مركز مجرتنا درب التبانة.

كما يطلق علماء الفلك على هذا “التخطيط سودوكو” ، فإن الحدث يقام كل يوم من حملة المراقبة بالتعاون مع Horizon Telescope (EHT) ، وسيحصلون قريبًا على لاعب جديد ؛ سينضم تلسكوب جيمس ويب الفضائي التابع لناسا إلى هذه الجهود. خلال ملاحظات ويب الأولى ، سيستخدم علماء الفلك قوة التصوير بالأشعة تحت الحمراء لمواجهة بعض التحديات الفريدة والمستمرة التي تفرضها مجرة ​​درب التبانة المسماة Sagittarius A * (Sgr A * ؛ يُنطق النجم “بالنجم”).

في عام 2017 ، استخدمت EHT قوة التصوير المجمعة لثمانية مرافق للتلسكوب الراديوي في جميع أنحاء الكوكب لالتقاط المشهد التاريخي الأول حول ثقب أسود هائل على Galaxy M87. Sgr A * أقرب ولكنه أضعف من الثقب الأسود في M87 ، وتغير التدفقات المضيئة الفريدة في الكائنات من حوله شكل الضوء على أساس كل ساعة ، مما يشكل تحديات لعلماء الفلك.

الائتمان: NASA، ESA، SSC، CXC، STScI

قال عالم الفلك فرحات يوسف زاده “هذا النوع من الثوران البركاني معروف فقط في أكبر ثقب أسود في مجرتنا ، وهو يجعل من الصعب للغاية التقاط صورة المنطقة ، مما يجعل القوس A * أكثر إثارة للاهتمام من الناحية العلمية”. ، أستاذ في جامعة نورث وسترن وكبير محللي مشروع الويب لإلقاء نظرة على Sgr A *.

ينتج الاحتراق عن الطاقات العالية وانبعاث الضوء المرتبط به بسبب التسارع المؤقت والمكثف للجسيمات حول الثقب الأسود. تتمثل الميزة الرئيسية لمراقبة Sgr A * مع الويب في القدرة على التقاط البيانات في وقت واحد وبشكل مستمر عند طولين موجيين للأشعة تحت الحمراء (F210M و F480M) من موقع التلسكوب خارج القمر. سيكون للويب عرض سلس وسيقوم فريق EHT بمراقبة دورات الاحتراق والهدوء التي يمكن استخدامها كمرجع مع بياناتهم الخاصة ، مما ينتج عنه صورة أوضح.

تمت مناقشة مصدر أو آلية احتراق Sgr A * بشكل كبير. إجابات عن كيفية بدء احتراق Sgr A * ، ويبلغ ذروته وينثر الثقوب السوداء والجزيئات و بلازما والفيزياء ، وحتى الحرق من الشمس.

يدور الغاز الساخن حول جزء الثقب الأسود الهائل من مجرة ​​درب التبانة في ضوء الأشعة تحت الحمراء الذي تم التقاطه بواسطة تلسكوب هابل الفضائي التابع لناسا. تم إصدارها في عام 2009 للاحتفال بالسنة الدولية للفلكيين ، وهي أدق صورة بالأشعة تحت الحمراء تم التقاطها على الإطلاق في مركز المجرة. سيواصل تلسكوب جيمس ويب الفضائي القادم التابع لناسا ، والمقرر إطلاقه في ديسمبر 2021 ، هذا البحث ويجمع بين دقة قوة هابل والقدرة على الكشف عن الأشعة تحت الحمراء. من الأمور ذات الأهمية الخاصة لعلماء الفلك الملاحظات الحرارية لقابلية الاشتعال في منطقة لم يتم العثور عليها حول أي ثقب أسود عملاق آخر والسبب غير معروف. أدى Flame إلى تعقيد البحث عن تعاون Event Horizon Telescope (EHT) لالتقاط صورة للمنطقة المحيطة بالثقب الأسود على الفور ، ومن المتوقع أن تساعد بيانات Webb بالأشعة تحت الحمراء بشكل كبير في إنشاء صورة أوضح. الائتمان: NASA و ESA و STScI و Q. Daniel Wang (UMass)

قالت سيرا ماركوف ، عالمة الفلك في مجموعة دراسة Webb Sgr A * ونائبة رئيس مجلس العلوم في EHT: “الثقوب السوداء باردة”. “يبذل العلماء وشركات الطيران في جميع أنحاء العالم مزيدًا من الجهد لدراسة الثقوب السوداء لأنها أكثر السياقات تطرفًا للكون المعروف ، لذلك يمكن استخدام نظرياتنا الأساسية ، مثل النسبية العامة ، عمليًا.”

الثقوب السوداء ، كما تنبأ ألبرت أينشتاين كجزء من نظريته العامة للنسبية ، هي إلى حد ما عكس اسمها – فبدلاً من وجود ثقب فارغ في الفضاء ، فإن الثقوب السوداء هي أجزاء من جسم كثيف للغاية ومكتظ بإحكام. . إن مجال الجاذبية للثقب الأسود قوي جدًا لدرجة أنه يشوه نسيج الفضاء المحيط به ، وأي جسم يقترب كثيرًا سيكون مرتبطًا بشكل دائم بأي ضوء ينبعث من الجسم. هذا هو سبب ظهور الثقوب السوداء على أنها “سوداء”. أي ضوء تم الكشف عنه بواسطة التلسكوبات ليس في الواقع من الثقب الأسود ، ولكن من المنطقة المحيطة به. يطلق العلماء على الحافة الداخلية النهائية لهذا الضوء أفق الحدث ، حيث حصل تعاون EHT على اسمه.

صورة EHT الخاصة بجهاز M87 هي أول دليل مرئي مباشر على صحة تنبؤات أينشتاين بالثقب الأسود. تستمر الثقوب السوداء في دعم نظرية أينشتاين ، ويعتقد العلماء أن الملاحظات متعددة الأطوال الموجية المخطط لها بعناية لـ Sgr A * بواسطة EHT و Webb و X-ray وغيرها من الملاحظات ستقلل من هامش الخطأ في حسابات النسبية العامة. أشر إلى مجالات الفيزياء الجديدة التي لا نفهمها حاليًا.

لاحظ كل من ماركوف وجيد أنه بغض النظر عن مدى إثارة احتمالية فهم جديد و / أو فيزياء جديدة ، فهذه ليست سوى البداية. قال مارجوف: “هذه عملية. سيكون لدينا أسئلة أكثر من الإجابات في البداية.” سيتم تطبيق المعرفة المكتسبة من خلال الدراسة على الثقوب السوداء الأخرى ، لمعرفة ما هو أساسي لطبيعتها وما الذي يجعل الثقب الأسود فريدًا.

لذا سيستمر التخطيط المجهد لـ Sudoku لبعض الوقت ، لكن علماء الفلك يتفقون على أنه يستحق الجهد المبذول. قال جايد: “هذا هو الشيء الكلاسيكي الذي يمكن أن يفعله البشر ، البحث عن الحقيقة”. “إنه في طبيعتنا. نظرًا لأننا جزء من الكون ، نريد أن نعرف كيف يعمل الكون. قد يكون للثقوب السوداء أدلة على بعض هذه الأسئلة الكبيرة.

سيكون تلسكوب الويب التابع لناسا بمثابة مختبر علوم الفضاء الأول للعقد القادم وسوف يستكشف كل مرحلة من مراحل التاريخ الكوني – من نظامنا الشمسي إلى أبعد المجرات في الكون المبكر وكل شيء بينهما. سيكشف Webb عن اكتشافات جديدة وغير متوقعة ويساعد البشرية على فهم أصل الكون ومكاننا فيه. Webb هو مشروع دولي تقوده وكالة ناسا وشركاؤها ESA (وكالة الفضاء الأوروبية) ووكالة الفضاء الكندية.