الخريطة المغناطيسية الأولى في مجرتنا

بعد التقاط تلسكوب أفق الحدث الصورة الأولى لثقب أسود يقبع في مركز المجرة M87، ثم التقاط الصورة الأولى للثقب الأسود في مركز مجرتنا درب التبانة عام 2022، والذي يبعد عنّا مسافة 27 ألف سنة ضوئية، لقد تعاون أكثر من 300 باحث من جميع أنحاء العالم على التقاط صورة جديدة للثقب الأسود أكثر تفصيلاً وذلك من خلال استخدام تلسكوب أفق الحدث (Event Horizon Telescope (EHT الذي يعمل على ربط العديد من التلسكوبات في جميع أنحاء العالم، بما في ذلك مصفوفة "أتاكاما" الكبيرة الميليمترية\دون المليمترية "ALMA” وغيرها، والتي تجمعت معاً لتشكيل تلسكوب ضخم افتراضي بحجم الأرض، وكانت النتيجة هي الكشف عن صورة ثقب أسود هائل Sagittarius A (Sgr A) في قلب مجرتنا درب التبانة.

إن ما نراه في هذه الصورة هو أن هناك مجالات مغناطيسية قوية ومنظمة وملتوية بالقرب من الثقب الأسود لمجرة درب التبانة، ممّا سمحَ للعلماء بهذه الرؤية في منطقة الثقب الأسود وتصوير هذه الخريطة لخطوط مجالها المغناطيسي هو البلازما حول الثقب الأسود، إذ تُضفي الجسيمات التي تدور حول المجال المغناطيسي نمطَ استقطاب عمودي على الحقل.  

ومن خلال تصوير الضوء المستقطب من الغاز المتوهج السّاخن بالقرب من الثقوب السوداء فإننا نستنتج على نحوٍ مباشر بنية وقوة المجالات المغناطيسية التي تربط تدفق الغاز، والمادة التي يتغذى عليها الثقب الأسود ويقذفها.

وتُظهر هذه الصّورة بنية الاستقطاب المشابهة على نحوٍ لافت للنظر تلك البنية التي شوهدت في الثقب الأسود M78 الأكبر والأكثر قوة، فهل المجالات المغناطيسية تؤدي دوراً في كيفية تغذية الثقوب السوداء بالمادة والغاز حولها وإخراجها على شكل نفاثات قوية؟

لقد كانت الملاحظة الأولى للعلماء أن المجالات المغناطيسية يمكن أن تكون مشتركة بين الثقوب السوداء جميعاً، وذلك نظراً لأن المجالات المغناطيسية للثقب M78 تدفع تدفقات "نفاثات" قوية نظراً لأن كتلته تعادل 6.5 مليار شمس، مقارنةً بكتلة SGR A التي تبلغ 4.3 مليار شمس، أي أنَّ النتائج تشير الى أن الثقب sgr A يمكن أن يكون له نفاثة مخفية وخافتة خاصة به.

ولنلخص أحد أهم الاستنتاجات من الصورة الأخيرة في أن التغلب على هذه الصعوبات يعني أنه يمكن إجراء مقارنة بين ثقبين أسودين على طرفي نقيض من طيف الثقب الأسود الهائل، أحدهما أكبر بمليارات المرات من كتلة الشّمس والآخر بكتلة ملايين المرات من كتلة نجمنا.

ونجد أن التشابه كان صادماً للعلماء لأن M87 وSgr A هما ثقبان مختلفان تماماً، فقد ذكرنا أن كتلة الثقب الأسود M87 تعادل 6 مليارات كتلة الشمس، ويعيش في مجرة بيضاوية عملاقة، ويُخرج نفاثة قوية من البلازما مرئية في الأطوال الموجية جميعاً، وهو محاطٌ على نحو كبير بالغاز والغبار لدرجة أنه يستهلك ما يعادل شمسين أو ثلاثة كل عام.

من جهةٍ أخرى، فإن Sgr A شائع الوجود للغاية لأن كتلته 4 ملايين كتلة شمسنا تقريباً، ويعيش في مجرتنا الحلزونية العادية درب التبانة، ولا يبدو أنه يُطلق نفاثة على الإطلاق، ويستهلك القليل جداً من المادة لدرجة أنه يشبه أن يأكل الانسان حبة واحدة من الأرز كل مليون سنة.

تُشير هذه الملاحظات إلى أن الثقب الأسود منخفض الاستهلاك من المادة قد تكون لديه نفاثة، ولكن من الصعب رؤيتها، والآن من المتوقع من الفريق بدء في التعرف بين الخصائص المختلفة للمجالات المغناطيسية ل M87 وsgr A والمقارنة بينهما، وربما يكون أحدهما أكثر تنظيماً وقوة من الآخر الذي يُعد أكثر اضطراباً وضعفاً.

وأتاحت هذه الصورة أيضاً إجراء تحقيق أعمق في Sgr A قد يكشف عن ميزات غير مكتشفة حتى الآن وهذا سيؤثر في فهمنا لكيفية تطور درب التبانة ليأخذ الشكل الذي يلاحظه علماء الفلك اليوم.

إن العلماء متحمسون للحصول على المزيد من الصور لكلِّ الثقوب السوداء فائقة الكتلة في الضوء المستقطب، لأن هذه الصورة والبيانات التي تأتي معها، توفر طرقاً جديدة لمقارنة تباين الثقوب السوداء ذات الأحجام والكتل المختلفة، لذا سيبدأ EHT حملة المراقبة لعام 2024 في أوائل أبريل، إذ يُأمل التعاون في الحصول على مناظر متعددة الألوان للثقوب السوداء المألوفة من خلال مراقبتها بترددات مختلفة من الضوء (1-3).

المصادر: