هل تتذكر “الصورة الأولى” المذهلة للثقب الأسود Sagittarius A* (Sgr A) الموجود في مركز درب التبانة؟ ووفقا للباحثين في المرصد الفلكي الوطني الياباني (NAOJ)، قد لا يكون هذا دقيقا تماما.
وبدلاً من ذلك، قد يكون قرص التراكم حول القوس A* أكثر استطالة من الشكل الدائري الذي رأيناه لأول مرة في عام 2022.
قام العلماء في NAOJ بتطبيق أساليب تحليل مختلفة على البيانات الموجودة على Sgr A* التي التقطها لأول مرة فريق Event Horizon Telescope (EHT). تأتي بيانات EHT من شبكة مكونة من ثمانية تلسكوبات راديوية أرضية. أظهر التحليل الأصلي وجود نظام حلقي مشرق يحيط بمنطقة مركزية مظلمة.
يشير النمط المختلف الناتج عن إعادة التحليل إلى شيء ما حول حركات وتوزيع المواد في القرص.
ومن باب الإنصاف لكلا الفريقين، فإن تحليل بيانات قياس التداخل الراديوي أكثر تعقيدًا. وفقا لعالم الفلك NAOJ ميوشي ميكادو، قد يكون المظهر المستدير بسبب الطريقة التي تم بها بناء الصورة.
واقترح ميوشي: “نحن نفترض أن الصورة الحلقية هي نتيجة لأخطاء أثناء تحليل التصوير لـ EHT وأن هذا الجزء منها عبارة عن قطعة أثرية وليست بنية فلكية حقيقية”.
يشرح أصل الثقوب السوداء
إذًا، كيف يبدو الرامي أ* في إعادة تحليل NAOJ؟
وقال ميوشي: “صورتنا أطول قليلا في اتجاه الشرق والغرب، والنصف الشرقي أكثر سطوعا من النصف الغربي”.
“نعتقد أن هذا المظهر يشير إلى أن القرص التراكمي حول الثقب الأسود يدور بنسبة 60% من سرعة الضوء.”
يمتلئ القرص المتراكم بمواد شديدة السخونة تتدخل في الثقب الأسود الذي تبلغ كتلته 4 ملايين كتلة شمسية و”تعمل على دوامة المصرف”. أثناء مرورها عبر قرص التراكم، يؤدي الاحتكاك وعمل المجالات المغناطيسية إلى تسخين المادة. وغالبًا ما يتوهج مطلقًا الأشعة السينية والضوء المرئي وانبعاثات الراديو.
تؤثر عوامل مختلفة أيضًا على شكل القرص التراكمي، بما في ذلك دوران الثقب الأسود. بالإضافة إلى ذلك، فإن معدل التراكم (أي مقدار المادة التي تسقط في القرص)، بالإضافة إلى الزخم الزاوي للمادة، كلها تؤثر على الشكل.
تشوه جاذبية الثقب الأسود أيضًا رؤيتنا للقرص التراكمي. هذا النوع من تشويه “مرآة المرح” يجعل الفيلم صعبًا للغاية. كما اتضح، فإن عرض الشكل الفعلي للقرص – العرض الدائري الأصلي لـ EHT أو العرض الطولي NAOJ – قد يكون دقيقًا.
إذًا، لماذا وجهات النظر المختلفة حول الثقب الأسود؟
كيف توصلت الفرق إلى رؤيتين مختلفتين للقوس أ* باستخدام نفس البيانات؟
وأشار ميوشي إلى أنه “لا يوجد تلسكوب يمكنه التقاط صورة فلكية بشكل مثالي”. بالنسبة لملاحظات EHT، فقد تبين أن بيانات قياس التداخل من التلسكوبات ذات الاقتران الواسع يمكن أن تحتوي على فجوات. أثناء تحليل البيانات، يجب على العلماء استخدام تقنيات خاصة لتكوين صورة كاملة. وهذا ما فعله فريق EHT، مما أدى إلى ظهور صورة “ثقب أسود دائري”.
نشر فريق ميوشي ورقة بحثية تتضمن تفاصيل النتائج التي توصلوا إليها. يقترحون فيه أن البنية الحلقية في صورة 2022 الصادرة عن EHT هي قطعة أثرية من وظيفة انتشار المستوى (PSF) لبيانات EHT.
يصف PSF كيف يتصرف نظام التصوير مع مصدر نقطي في مجال رؤيته. ويساعد هذا في تحديد مقدار التشويش الناتج عن العيوب في البصريات (أو في هذه الحالة، الثغرات في بيانات قياس التداخل). وبعبارة أخرى، كانت هناك مشاكل في سد الثغرات.
أعاد فريق NAOJ تحليل البيانات واستخدم طريقة مختلفة لرسم الخرائط لسد الفجوات في البيانات. وينتج عن هذا شكل ممدود لقرص التراكم Sgr A*.
نصف القرص أكثر سطوعًا ويشيرون إلى أن هذا يرجع إلى تعزيز دوبلر حيث يدور القرص بشكل أسرع. تُظهر البيانات والصورة الطولية التي تم تحليلها حديثًا منطقة من القرص تقع على بعد بضعة أنصاف أقطار شوارزشيلد من الثقب الأسود، وتدور بسرعة كبيرة ويمكن رؤيتها بزاوية 40 درجة -45 درجة.
ماذا بعد؟
ستساعدنا عملية إعادة التحليل هذه على فهم الشكل الفعلي لقرص التراكم Sgr A* بشكل أفضل. يعد إصدار الصورة لعام 2022 الناتج عن مسح EHT للقوس A* أول محاولة شاملة لرسم خريطة للمنطقة المحيطة بالثقب الأسود.
ال تعمل EHT على تطوير الكونسورتيوم لإنتاج صور أفضل وأكثر تفصيلاً لقياس التداخل لهذا الثقب الأسود وغيره من الثقوب السوداء. في نهاية المطاف، سوف يؤدي إلى وجهات نظر أكثر دقة.
يمكن أن تساعد دراسات المتابعة في سد أي فجوات في ملاحظات قرص التراكم. بالإضافة إلى ذلك، ينبغي أن توفر الدراسات التفصيلية للبيئة المحيطة بالثقب الأسود أدلة إضافية حول الثقب الأسود المختبئ داخل القرص.
تم نشر هذه المقالة في الأصل الكون اليوم. إقرأ المقال الأصلي.