الثقوب السوداء ليست حية. وقد اكتشف بحث جديد كيفية عمل نبضات القلب.
متى الثقوب السوداء كونها في نظام ثنائي – تتقاسم مدارًا مع نجم آخر – يمكنها سحب الغاز من نجم مرافق. وأثناء حدوث ذلك، ينضغط الغاز ويسخن إلى درجات حرارة عالية بشكل لا يصدق، مما يؤدي إلى إطلاق كميات وفيرة من الأشعة السينية في هذه العملية. ومن خلال هذه العملية حدد علماء الفلك لأول مرة الثقوب السوداء ذات الحالة الشهيرة الدجاجة X-1أحد ألمع مصادر الأشعة السينية في سمائنا.
وفي خضم جنون التغذية هذا، والذي يمكن أن يستمر لآلاف إلى ملايين السنين، يمكن أن يحدث انفجار هائل في بعض الأحيان. لقد كان انفجارا مفاجئا الأشعة السينية ناتج عن الاستهلاك السريع لكميات كبيرة من السلع في وقت واحد.
لقد درس علماء الفلك العديد من هذه التوهجات على مر السنين، لكن الملاحظات التفصيلية لهذه التوهجات تكشف أحيانًا عن سلوك غريب. بالإضافة إلى التوهج الإجمالي، هناك اختلاف طفيف، مضمن في حدث التوهج لوظيفة النبض النموذجية. ويطلق علماء الفلك على هذه النبضات اسم “توهجات نبضات القلب” لأن سلوكها يشبه إشارة تخطيط القلب لنبض قلب الإنسان، مع ارتفاع بطيء، ثم انخفاض سريع، ثم العودة إلى الوضع الطبيعي.
متعلق ب: ما هو أكبر ثقب أسود في الكون؟
قام فريق من علماء الفلك في المختبر الرئيسي للفيزياء الفلكية للجسيمات في الأكاديمية الصينية للعلوم في بكين بدراسة أحدث توسع للنبض ووصف العملية التي يمكن أن تغذيه في ورقة بحثية. نشرت في قاعدة بيانات ما قبل الطباعة arXiv. وقدموا أعمالهم للنشر في مجلة الفيزياء الفلكية.
البركان الذي درسوه نشأ من الثقب الأسود IGR J17091-3624، على بعد حوالي 28000 سنة ضوئية من الأرض. وباستخدام بيانات الأشعة السينية التي التقطها مستكشف التركيب الداخلي للنجم النيوتروني (NICER) ومصفوفة التلسكوب الطيفي النووي (NuSTAR) في عام 2022، وجد الفريق دليلًا واضحًا على وجود إشارة تشبه نبضات القلب في التوهج. ومن خلال دراسة الخصائص التفصيلية لنبضات القلب، خلصوا إلى أن هذه الأنواع من النبضات ناتجة عن التفاعلات وعدم الاستقرار في المواد المحيطة بالثقب الأسود.
عندما تسقط المادة في الثقب الأسود، فإنها لا تنضغط فحسب، بل تكوّن أيضًا قرصًا رقيقًا سريع الدوران. تميل الحافة الداخلية لهذا القرص نحو أفق الحدث للثقب الأسود، بينما يضيء باقي القرص بأشعة إكس. يؤدي هذا إلى خلق وضع غير مستقر للغاية حيث يتنافس الإشعاع الصادر من القرص مع جاذبية الثقب الأسود.
ولتحفيز نبضات القلب، يتفكك القرص مؤقتًا، ويفقد تماسكه، ويرسل كمية كبيرة من المواد إلى الأسفل نحو الثقب الأسود. تنبعث منه كمية كبيرة من الإشعاع، الذي يبدأ نبض القلب. يقوم الإشعاع بتسخين الغاز، مما يمنعه مؤقتًا من الانهيار. ثم يستقر الغاز قبل أن تبدأ العملية مرة أخرى، مما يمهد الطريق لنبض قلب آخر.
إشارات نبضات القلب هذه نادرة بشكل لا يصدق – لم يظهرها سوى ثقبان أسودان من بين مئات الثقوب السوداء المعروفة – لكنها توفر رؤى قيمة حول العلاقات بين الثقوب السوداء وبيئاتها، والتي يأمل الباحثون في دراستها بشكل أكبر.
