كيف هي البيئة المحيطة بالثقب الأسود؟ يحصل الفلكيون على فكرة أفضل من خلال مراقبة الضوء القادم من قرص التنامي المحيط بالثقوب السوداء. الضوء ليس ثابتًا - يشتعل ويتلاشى ويتألق - وهذا الخفقان يوفر رؤى جديدة ومفاجئة للكمية الهائلة من الطاقة المنبعثة من حول الثقوب السوداء. من خلال تحديد مدى تطابق الاختلافات في الضوء المرئي مع تلك الموجودة في الأشعة السينية على مقاييس زمنية قصيرة جدًا ، أظهر الفلكيون أن الحقول المغناطيسية يجب أن تلعب دورًا حاسمًا في طريقة ابتلاع الثقوب السوداء للمادة.
يقول Poshak Gandhi ، الذي قاد الفريق الدولي الذي يبلغ عن هذه النتائج: "الوميض السريع للضوء من الثقب الأسود هو الأكثر شيوعًا في الأطوال الموجية للأشعة السينية". "هذه الدراسة الجديدة هي واحدة من حفنة فقط حتى الآن تستكشف أيضًا الاختلافات السريعة في الضوء المرئي ، والأهم من ذلك كيف ترتبط هذه التقلبات بتلك الموجودة في الأشعة السينية".
تتبعت الملاحظات وميض الثقوب السوداء في وقت واحد باستخدام جهازين مختلفين ، أحدهما على الأرض والآخر في الفضاء. تم أخذ بيانات الأشعة السينية باستخدام القمر الصناعي روسي X-ray Timing Explorer التابع لناسا. تم جمع الضوء المرئي باستخدام الكاميرا فائقة السرعة ULTRACAM ، وهي أداة زائرة في تلسكوب ESO's Large Large Telescope (VLT) ، والتي تسجل ما يصل إلى 20 صورة في الثانية. تم تطوير ULTRACAM من قبل أعضاء الفريق فيك ديلون وتوم مارش. يقول ديلون: "تعد هذه من أسرع عمليات رصد الثقب الأسود الذي تم الحصول عليه على الإطلاق من خلال تلسكوب بصري كبير".
ولدهشتهم ، اكتشف علماء الفلك أن تقلبات السطوع في الضوء المرئي كانت أسرع من تلك التي شوهدت في الأشعة السينية. بالإضافة إلى ذلك ، تم العثور على اختلافات الضوء المرئي والأشعة السينية ليست متزامنة ، ولكن لتتبع نمطًا متكررًا ومثيرًا للإعجاب: قبل إشعال الأشعة السينية مباشرة يخفت الضوء المرئي ، ثم يرتفع إلى وميض مشرق للحصول على صغير جزء من الثانية قبل أن يتناقص بسرعة مرة أخرى.
شاهد فيلم التقلبات.
لا يظهر أي من هذا الإشعاع مباشرة من الثقب الأسود ، ولكن من تدفقات الطاقة المكثفة للمادة المشحونة كهربائيًا في محيطها. يتم إعادة تشكيل بيئة الثقب الأسود باستمرار من قبل قوى منافسة مثل الجاذبية والمغناطيسية والضغط المتفجر. ونتيجة لذلك ، يختلف الضوء المنبعث من التدفقات الساخنة للمادة في السطوع بطريقة مشوشة وعشوائية. يقول عضو الفريق أندي فابيان: "لكن النمط الموجود في هذه الدراسة الجديدة يمتلك هيكلًا مستقرًا يبرز وسط تقلبات فوضوية ، وبالتالي ، يمكن أن يقدم أدلة حيوية حول العمليات الفيزيائية الكامنة السائدة في العمل".
كان يُعتقد على نطاق واسع أن انبعاث الضوء المرئي من أحياء الثقوب السوداء هو تأثير ثانوي ، حيث يضيء انفجار الأشعة السينية الأساسي الغاز المحيط الذي تألق لاحقًا في النطاق المرئي. ولكن إذا كان الأمر كذلك ، فإن أي اختلافات في الضوء المرئي ستتخلف عن متغير الأشعة السينية ، وستكون أبطأ بكثير في بلوغ الذروة وتتلاشى. يؤكد غاندي: "إن الخفقان السريع للضوء المرئي المكتشف الآن يستبعد على الفور هذا السيناريو لكلا النظامين المدروسين". "وبدلاً من ذلك ، يجب أن يكون للاختلافات في الأشعة السينية وإخراج الضوء المرئي بعض الأصل المشترك ، وواحد قريب جدًا من الثقب الأسود نفسه."
تمثل الحقول المغناطيسية القوية أفضل مرشح للعملية الفيزيائية السائدة. من خلال العمل كخزان ، يمكنهم امتصاص الطاقة التي يتم إطلاقها بالقرب من الثقب الأسود ، وتخزينها حتى يمكن تفريغها إما بلازما ساخنة تنبعث منها الأشعة السينية (بملايين الدرجات) ، أو كتيارات من الجسيمات المشحونة التي تتحرك بالقرب من سرعة الضوء. يمكن أن يؤدي تقسيم الطاقة إلى هذين المكونين إلى نمط مميز للأشعة السينية وتغير الضوء المرئي.
أوراق حول هذا البحث: هنا وهنا
المصدر: ESO
