كان ألبرت أينشتاين محقًا (مرة أخرى): اكتشف علماء الفلك ضوءًا من خلف ثقب أسود هائل
منذ أكثر من قرن من الزمان ، تنبأ ألبرت أينشتاين بأن جاذبية الثقوب السوداء كانت قوية جدًا لدرجة أنها يجب أن تنحني الضوء حولها.
الثقوب السوداء لا تشع ضوءًا ، إنها تحبسه ؛ وعادة لا يمكنك رؤية أي شيء خلف الثقب الأسود.
لكن يبدو أن نظرية أينشتاين كانت صحيحة.
لأول مرة ، التقط علماء الفلك لمحة عن الضوء المنعكس - أو "الصدى" - من خلف ثقب أسود هائل ، على بعد 800 مليون سنة ضوئية من الأرض.
كانت هذه "الأصداء" على شكل ومضات من الأشعة السينية ، وفقًا لدراسة نُشرت اليوم في دورية Nature.
بينما رأى العلماء انحناءً للضوء حول ثقب أسود من قبل ، فهذه هي المرة الأولى التي تمكنوا فيها من رؤية الظاهرة تحدث من الجانب الآخر.
قال المؤلف المشارك للدراسة دان ويلكينز ، عالم الفيزياء الفلكية بجامعة ستانفورد: "أي ضوء يدخل إلى هذا الثقب الأسود لا يخرج ، لذا لا ينبغي أن نكون قادرين على رؤية أي شيء خلف الثقب الأسود".
"السبب الذي يمكننا من رؤيته هو أن الثقب الأسود يقوم بتشويه الفضاء ، وثني الضوء ، ولف الحقول المغناطيسية حول نفسه."
تشريح الوحش الكوني
بفضل جاذبيتها الهائلة ، تمضغ الثقوب السوداء أي شيء يقترب جدًا من أفق الحدث ، وهي المنطقة التي لا يستطيع حتى الضوء الإفلات من براثنها.
يحيط القرص التراكمي بهذه الوحوش الكونية ، حيث يتصاعد الغاز والغبار باتجاه النسيان.
عندما يتم امتصاص المادة في الثقب الأسود ، فإنها تطلق عمودًا من الجسيمات فائقة السخونة تسمى الإكليل ، والتي تنبعث منها توهجات الأشعة السينية.
قال مايكل كاولي ، عالم الفيزياء الفلكية بجامعة كوينزلاند للتكنولوجيا ، والذي لم يشارك في الدراسة: "الثقوب السوداء الهائلة هي أجسام ذات كثافة قصوى تصل إلى مليارات المرات أكبر من شمسنا".
"عندما تسقط المادة في هذه الثقوب السوداء ، يتم إطلاق كميات هائلة من الطاقة ، والتي لوحظت أدلة على نطاقات أبعد بكثير من المجرة نفسها."
تتولد مشاعل الأشعة السينية عندما يتشابك المجال المغناطيسي العملاق للثقب الأسود أثناء دورانه.
قال الدكتور ويلكينز: "هذا المجال المغناطيسي الذي يتم تقييده ثم الالتقاط بالقرب من الثقب الأسود يسخن كل شيء حوله وينتج هذه الإلكترونات عالية الطاقة ، والتي تستمر بعد ذلك في إنتاج الأشعة السينية".
اصطياد الضوء الخفي
كان الدكتور ويلكنز وفريقه يدرسون توهجات الأشعة السينية المنبعثة من الثقب الأسود الهائل في مركز مجرة تسمى I Zwicky 1.
باستخدام مصفوفة التلسكوب الطيفي النووي التابع لناسا وتلسكوب نيوتن XMM التابع لوكالة الفضاء الأوروبية ، رأوا ومضات الأشعة السينية الساطعة المتوقعة - ولكن كان هناك أيضًا شيء غريب يحدث.
اكتشف الفريق رشقات أضعف من الأشعة السينية ذات أطوال موجية مختلفة عن تلك الأكبر ، مما يشير إلى أنها ارتدت من قرص التراكم من خلف الثقب الأسود.
يحدث هذا عندما تتمكن بعض الأشعة السينية من الانزلاق متجاوزة الجاذبية الهائلة للثقب الأسود ، فقط ليتم امتصاصها مرة أخرى.
تنعكس بعض هذه الأشعة السينية المنبعثة من الجزء الخلفي من قرص التراكم وتنحني حول الثقب الأسود بفعل جاذبيته الهائلة.
هذه الظاهرة هي التي سمحت للدكتور ويلكينز وفريقه باكتشاف "أصداء" الأشعة السينية هذه من الجانب الآخر.
قال الدكتور ويلكينز: "لقد كنت أقوم ببناء تنبؤات نظرية لكيفية ظهور هذه الأصداء لنا لبضع سنوات".
"لقد رأيتهم بالفعل في النظرية التي كنت أطورها ، لذلك بمجرد أن رأيتهم في ملاحظات التلسكوب ، تمكنت من معرفة الاتصال."
يوفر الاكتشاف نظرة ثاقبة للثقوب السوداء الهائلة
قال الدكتور كاولي إنه بالإضافة إلى إثبات صحة نظرية النسبية لأينشتاين مرة أخرى ، يمكن أن يساعد الاكتشاف علماء الفلك أيضًا على فهم الثقوب السوداء الهائلة بشكل أفضل.
قال الدكتور كاولي: "توفر نتيجتهما مزيدًا من الدعم لنظرية النسبية العامة لألبرت أينشتاين ، والتي لا تزال صامدة جيدًا بعد أكثر من 100 عام منذ نشرها".
"إن مثل هذه الملاحظات تزودنا بمزيد من التبصر في طبيعة الثقوب السوداء الهائلة ، إلى جانب كيف يمكنها توليد مثل هذه الكميات الهائلة من الطاقة."
أضافت تامارا ديفيس ، عالمة الفيزياء الفلكية بجامعة كوينزلاند ، أنه بينما رأينا الجاذبية تنحني ضوء النجوم حول الشمس أثناء الكسوف ، فمن المثير أن نرى ذلك يحدث حول ثقب أسود.
قال البروفيسور ديفيس ، الذي لم يشارك في الدراسة: "إنه لأمر مثير للإعجاب أنهم تمكنوا من تفسير التوهجات التي رأوها على أنها ضوء اخترق الثقب الأسود".
"الشيء المثير في هذه الملاحظة أنها ضوء منحني حول ثقب أسود.
"إنها تخبرنا بما تفعله المادة الموجودة حول الثقب الأسود ، بدقة لا يمكننا أبدًا أن نأمل في تحقيقها باستخدام التلسكوبات التقليدية."