الكوازارات هي بعض من الأشياء الأكثر سطوعًا في الكون ، ويعتقد علماء الفلك أنها ناتجة عن تدفق الإشعاع من البيئة حول الثقب الأسود الهائل. استخدم علماء الفلك الجاذبية من مجرة قريبة نسبيًا كعدسة جاذبية لتركيز الضوء من الكوازار الأبعد ، مما يعطي هذا المنظر الرائع.
لأول مرة ، باستخدام تقنية جديدة ، نظر الفلكيون داخل الكوازار وقاموا بقياس ما يسمى بقرص التنامي حول الثقب الأسود. تعطي الدراسة تأكيدًا إضافيًا لما شك العلماء فيه منذ فترة طويلة - أن الثقوب السوداء الهائلة من الكوازار محاطة بأقراص ساخنة للغاية من المواد التي تتصاعد فيها.
نتائج المشروع ، التي شارك فيها علماء من جامعة ولاية بنسلفانيا وجامعة ولاية أوهايو ، والملاحظات مع مرصد تشاندرا للأشعة السينية التابع لناسا بدأت اليوم (5 أكتوبر 2006) في اجتماع الجمعية الفلكية الأمريكية (AAS) الفيزياء الفلكية عالية الطاقة انقسام في سان فرانسيسكو.
يضم فريق البحث ، بقيادة كريستوفر كوتشانيك في ولاية أوهايو ، شينيو داي ونيكولاس مورغان في ولاية أوهايو وجورج تشارتاس وجوردون جارمير في ولاية بنسلفانيا. درس الفريق الهياكل الداخلية للكوازارات ، التي أصبح ضوءها مرئيًا فقط عندما تصادف مجرة تصطف بينهما وبين الأرض ، مكبرة ضوءهما مثل العدسة. شبه الفلكيون هذا التأثير ، المعروف باسم "عدسة الجاذبية" أو "العدسة الميكروية" ، بالقدرة على النظر إلى النجوم الزائفة تحت المجهر.
"هناك العديد من النماذج التي تحاول وصف ما يحدث داخل الكوازار ، ولم يكن من الممكن استبعاد أي منها من قبل. قال Xinyu Dai ، باحث ما بعد الدكتوراه في ولاية أوهايو ، والذي حصل مؤخرًا على درجة الدكتوراه في جامعة ولاية بنسلفانيا: "يمكن لبعضهم الآن". "يمكننا البدء في صنع نماذج أكثر دقة من النجوم الزائفة ، والحصول على رؤية أكثر اكتمالاً للثقوب السوداء."
غارمير ، من ولاية بنسلفانيا ، هو الباحث الرئيسي لكاميرا الأشعة السينية في مرصد تشاندرا التابع لوكالة ناسا ، مطياف التصوير CCD المتقدم (ACIS) ، الذي استخدمه الفلكيون لمراقبة العدسة الجاذبية للكوازارات. تم تصميم هذه الكاميرا بالأشعة السينية وتطويرها لوكالة ناسا بواسطة Penn State ومعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا تحت قيادة Garmire ، وهو أستاذ Evan Pugh لعلم الفلك والفيزياء الفلكية في ولاية بنسلفانيا. عمليا كل اكتشاف شاندرا المهم كان مبنيا على ملاحظات مع كاميرا ACIS.
تبدو من الأرض أو النجوم الزائفة أو الأجسام شبه النجمية ، تشبه النجوم. إنها مشرقة للغاية ، ولهذا السبب يمكننا رؤيتها على الرغم من أنها من بين الأشياء البعيدة في الكون. حيرة الفلكيين حول النجوم الزائفة لعقود قبل أن يقرروا على الأرجح أنها تحتوي على ثقوب سوداء ضخمة للغاية تشكلت قبل مليارات السنين. تتوهج المادة التي تسقط في الثقب الأسود بشكل ساطع ، وفي حالة النجوم الزائفة ، تتألق عبر مجموعة واسعة من الطاقات ، بما في ذلك الضوء المرئي ، وموجات الراديو ، والأشعة السينية.
يشرح تشارتاس ، أحد كبار الباحثين في ولاية بنسلفانيا ، والذي قام بتحليل بيانات الأشعة السينية التي تم الحصول عليها من مراقبة العديد من الأشعة السينية التي تم الحصول عليها من رصد العديد من الكائنات في دراسة العدسة الدقيقة هذه. "من خلال مقارنة أعمدة الإنارة بالأشعة السينية لحدث العدسة الميكروية بتلك الموجودة في العديد من النطاقات الضوئية ، استنتجنا الأحجام النسبية لمناطق الانبعاث. سمحت لنا هذه المقارنة بتقييد هيكل قرص تراكم الثقب الأسود بأطوال موجية مختلفة ".
الكوازارات بعيدة جدًا لدرجة أنها ، حتى في التلسكوبات الأكثر تقدمًا ، تبدو عادةً مثل نقطة ضوء صغيرة جدًا. لكن أينشتاين تنبأ بأن الأجسام الضخمة في الفضاء يمكن أن تعمل في بعض الأحيان مثل العدسات ، وتنحني وتضخم الضوء من الأجسام الموجودة خلفها ، كما يلاحظها أحد المراقبين. يسمى هذا التأثير بالعدسة التثاقلية ، ويمكّن الفلكيين من دراسة بعض الأشياء بتفاصيل لا يمكن تحقيقها. قال كوتشانيك: "لحسن حظنا ، تعمل النجوم والمجرات أحيانًا كمقاريب عالية الدقة". "الآن نحن لا ننظر فقط إلى الكوازار ، نحن نتحقق من داخل الكوازار وننزل إلى حيث يوجد الثقب الأسود."
تمكن العلماء من قياس حجم ما يسمى بقرص التنامي حول الثقب الأسود داخل كل كوازار. في كل منها ، أحاط القرص بمنطقة أصغر تنبعث منها الأشعة السينية ، كما لو كانت مادة القرص يتم تسخينها لأنها سقطت في الثقب الأسود في المركز. هذا ما توقعوا رؤيته ، بالنظر إلى المفاهيم الحالية حول الكوازارات. لكن داي قال إن الرؤية الداخلية ستساعدهم على البدء في صقل تلك الأفكار.
كان مفتاح المشروع هو مرصد تشاندرا للأشعة السينية التابع لوكالة ناسا ، والذي سمح للفلكيين بقياس سطوع المنطقة التي ينبعث منها الأشعة السينية بدقة لكل كوازار. وقد اقترنوا تلك القياسات بأخرى من التلسكوبات البصرية التي تنتمي إلى اتحاد نظام تلسكوب أبحاث الفتحات الصغيرة والمتوسطة ، وتجربة العدسة البصرية الجاذبية. درس الفلكيون تنوع كل من الأشعة السينية والضوء المرئي القادم من النجوم الزائفة ، وقارنوا تلك القياسات لحساب حجم قرص التنامي في كل منها. استخدموا برنامج كمبيوتر أنشأه Kochanek خصيصًا لمثل هذه الحسابات ، وقاموا بتشغيله على مجموعة كمبيوتر 48 معالجًا. استغرق حساب كل الكوازار حوالي أسبوع لإكماله.
قال كوتشانيك إن الكوازارات التي درسوها يدعى RXJ1131-1231 و Q2237 + 0305 ، ولا يوجد شيء خاص بهما ، باستثناء أنهما كلاهما عدسات جاذبية. يدرس هو ومجموعته حاليًا 20 نموذجًا من النجوم الزائفة ، ويودون جمع بيانات الأشعة السينية في النهاية.
هذا المشروع هو جزء من التعاون المستمر بين ولاية أوهايو وولاية بنسلفانيا. البحث ممول من وكالة ناسا. تم توفير مجموعة الكمبيوتر بواسطة Cluster Ohio ، وهي مبادرة من مركز أوهايو للكمبيوتر العملاق (OSC) ، ومجلس حكام ولاية أوهايو ، ومجموعة مستخدمي OSC Statewide. يدير مركز مارشال لرحلات الفضاء التابع لناسا في هانتسفيل ، ألاباما ، برنامج شاندرا لإدارة مهمة البعثة العلمية. يتحكم مرصد سميثسونيان للفيزياء الفلكية في كامبريدج ، ماساتشوستس ، في عمليات العلوم والطيران من مركز شاندرا للأشعة السينية في كامبريدج ، ماساتشوستس.
المصدر الأصلي: بيان صحفي من جامعة الأمير سلطان
