لا تدع الاسم يخدعك: الثقب الأسود ليس مجرد مساحة فارغة. بل عكس ذلك ، إنها كمية كبيرة من مادة معبأة في منطقة صغيرة جدًا – فكر في نجمة أكبر بعشر مرات من الشمس مضغوطة في كرة تقارب قطر مدينة نيويورك تقريبًا. والنتيجة هي حقل جاذبية قوي لدرجة أنه لا شيء ، ولا حتى الضوء ، يمكن أن يهرب. في السنوات الأخيرة ، رسمت أدوات ناسا صورة جديدة لهذه الأجسام الغريبة التي تعد ، بالنسبة للكثيرين ، أكثر الأجسام روعة في الفضاء. و لقد كانت فكرة وجود جسم في الفضاء بي هاته الضخامة والكثافة لدرجة أن الضوء لا يمكن أن يفلت منه موجودة منذ قرون. الأكثر شهرة ، تم توقع الثقوب السوداء من خلال نظرية النسبية العامة لآينشتاين ، والتي أظهرت أنه عندما يموت نجم ضخم ، فإنه يترك وراءه لبًا صغيرًا كثيفًا. وأوضحت المعادلات أنه إذا كانت كتلة النواة أكثر من ثلاثة أضعاف كتلة الشمس ، فإن قوة الجاذبية تطغى على جميع القوى الأخرى وتنتج ثقبًا أسود. ولكن لا يمكن للعلماء مراقبة الثقوب السوداء مباشرة بواسطة التلسكوبات التي تكشف الأشعة السينية أو الضوء أو أشكال أخرى من الإشعاع الكهرومغناطيسي. ومع ذلك ، يمكننا استنتاج وجود ثقوب سوداء ودراستها من خلال الكشف عن تأثيرها على المواد الأخرى القريبة. إذا كان الثقب الأسود يمر عبر سحابة من المواد بين النجوم ، على سبيل المثال ، فسوف يجذب المادة إلى الداخل في عملية تعرف بالتراكم. يمكن أن تحدث عملية مشابهة إذا مر نجم عادي بالقرب من ثقب أسود. في هذه الحالة ، يمكن أن يمزق الثقب الأسود النجم وهو يسحبه باتجاه نفسه. عندما تتسارع المادة المنجذبة وتسخن ،و تبعث أشعة سينية تشع في الفضاء. تقدم الاكتشافات الأخيرة بعض الأدلة المحيرة على أن الثقوب السوداء لها تأثير كبير على الأحياء المحيطة بها – تنبعث منها انفجارات أشعة جاما القوية ، وتلتهم النجوم القريبة ، وتحفز نمو النجوم الجديدة في بعض المناطق بينما تتعطل في مناطق أخرى.
نهاية نجمة هي بداية ثقب أسود
تتكون معظم الثقوب السوداء من بقايا نجم كبير يموت في انفجار عظيم. (تصبح النجوم الأصغر نجومًا نيوترونية كثيفة ، وهي ليست ضخمة بما يكفي لاحتجاز الضوء.) إذا كانت الكتلة الكلية للنجم كبيرة بما يكفي (حوالي ثلاثة أضعاف كتلة الشمس) ، فيمكن إثبات نظريًا أنه لا توجد قوة يمكنها الحفاظ على هذا نجم من الانهيار تحت تأثير الجاذبية. ومع ذلك ، عندما ينهار النجم ، يحدث شيء غريب. مع اقتراب سطح النجم من سطح وهمي يسمى “أفق الحدث” ، يتباطأ الوقت على النجم بالمقارنة مع الوقت الذي يحتفظ به المراقبون بعيدًا. عندما يصل السطح إلى أفق الحدث ، يصبح الوقت ثابتًا ، ولا يمكن للنجم أن ينهار بعد ذلك – إنه جسم منهار متجمد. ولكن حتى الثقوب السوداء الأكبر يمكن أن تنتج عن تصادمات نجمية. بعد وقت قصير من إطلاقه في ديسمبر 2004 ، لاحظ تلسكوب سويفت التابع لوكالة ناسا ومضات الضوء القوية العابرة المعروفة باسم انفجارات أشعة جاما. قام شاندرا وتلسكوب هابل الفضائي التابع لناسا بجمع بيانات لاحقًا من “الشفق” الناتج عن حدث ، وقادت الملاحظات معًا علماء الفلك إلى استنتاج أن الانفجارات القوية يمكن أن تحدث عندما يصطدم ثقب أسود ونجم نيوتروني ، مما ينتج ثقبًا أسودًا آخر.
صغار وعمالقة
على الرغم من أن عملية التكوين الأساسية مفهومة ، إلا أن اللغز الدائم في علم الثقوب السوداء هو أنها تظهر على مقياسين مختلفين جذريًا. من جهة ، هناك ثقوب سوداء لا حصر لها من بقايا النجوم الضخمة. تتخلل هذه الثقوب السوداء “ذات الكتلة النجمية” المنتشرة في جميع أنحاء الكون ، كتلة تبلغ من 10 إلى 24 ضعف كتلة الشمس. اكتشفها علماء الفلك عندما يقترب نجم آخر بما يكفي لبعض المواد المحيطة به ليتم تثبيتها بواسطة جاذبية الثقب الأسود ، مما يؤدي إلى إنتاج الأشعة السينية في هذه العملية. ومع ذلك ، فإن معظم الثقوب السوداء النجمية تعيش حياة معزولة ومن المستحيل اكتشافها. بناءً على عدد النجوم الكبيرة بما يكفي لإنتاج مثل هذه الثقوب السوداء ، يقدر العلماء أن هناك ما يصل إلى عشرة ملايين إلى مليار ثقب أسود في مجرة درب التبانة وحدها.و على الطرف الآخر ، هناك عمالقة تُعرف بالثقوب السوداء “الفائقة الكتلة” ، وهي ملايين ، إن لم تكن مليارات ، أضخم من كتلة الشمس. يعتقد علماء الفلك أن الثقوب السوداء الهائلة تقع في قلب جميع المجرات الكبيرة تقريبًا ، حتى مجرتنا درب التبانة. يمكن لعلماء الفلك اكتشافها بمراقبة آثارها على النجوم والغازات القريبة.
تاريخيا ، يعتقد الفلكيون منذ فترة طويلة أنه لا توجد ثقوب سوداء متوسطة الحجم. ومع ذلك ، فإن الأدلة الحديثة من Chandra و XMM-Newton و Hubble تعزز حالة وجود ثقوب سوداء متوسطة الحجم. تتضمن إحدى الآليات المحتملة لتشكيل الثقوب السوداء الفائقة الكتلة تفاعلًا متسلسلًا لتصادم النجوم في عناقيد نجمية مضغوطة تؤدي إلى تراكم النجوم الضخمة للغاية ، والتي تنهار بعد ذلك لتشكيل ثقوب سوداء متوسطة الكتلة. ثم تغرق العناقيد النجمية إلى مركز المجرة ، حيث تندمج الثقوب السوداء المتوسطة الكتلة لتكوين ثقب أسود فائق الكتلة.
(اول صورة للثقب الاسود)
المرجع:science.nasa.gov
ترجمة و تحرير :البشير الحيزم
