نظرة فاحصة بشكل غير عادي على ثقب أسود يلتهم نجما عابرا!




صورة تعبيرية

في مارس 2021، شوهد نجم في مجرة تبعد 250 مليون سنة ضوئية يمر بيوم فظيع سيئ للغاية بالفعل.
وقد كان هناك تبعا لنشاطه الخاص، فانجرف إلى بئر جاذبية ثقب أسود فائق الكتلة، وتمزق إلى أرَب صغيرة. نحن نعلم هذا لأن العديد من التلسكوبات التقطت مشهده من الأرض، حيث انطلق الضوء من الحدث عبر الكون، وهو خامس أقرب حدث من هذا القبيل - يُعرف باسم حدث اضطراب المد والجزر - تم التقاطه على الإطلاق، ويمكن أن تساعد ثروة البيانات التي تم الحصول عليها فهم العلماء بشكل أفضل كيف "تتغذى" الثقوب السوداء.
ويقول عالم الفلك سوفي جزاري، من معهد علوم تلسكوب الفضاء: "أحداث اضطراب المد والجزر هي نوع من المختبرات الكونية. إنها نافذتنا في الوقت الحقيقي إلى كيفية تغذية ثقب أسود ضخم كامن في وسط مجرة".

وتعد أحداث اضطراب المد والجزر نادرة إلى حد ما، لكننا رأينا ما يكفي منها للحصول على فهم تفصيلي إلى حد ما لما يحدث عندما ينحرف نجم ويمر قريبا جدا من ثقب أسود. وبمجرد أن يعلق النجم في مجال جاذبية الثقب الأسود، تمتد قوى المد والجزر وتسحبه إلى النقطة التي "يتفرفط" فيها (هذا هو جزء "الاضطراب").
ثم تتدفق أحشاء النجم حول الثقب الأسود بطريقة فوضوية، وتتصادم أشلاؤه مع نفسها وتولد صدمات تتوهج بأطوال موجية متعددة. وهذه العملية ليست فورية، ولكنها قد تستغرق أسابيع أو شهورا حيث يلتهم الثقب الأسود الحطام النجمي.
ويشكل الحطام قرصا يدور حول الثقب الأسود، يسقط (أو "يتراكم") عليه من الحافة الداخلية. وعندما تسقط المادة على الثقب الأسود، يمكن أن تتكون بنية تسمى الهالة بين الحافة الداخلية لقرص التراكم وأفق حدث الثقب الأسود.
وهذه منطقة تحتوي على إلكترونات شديدة السخونة يُعتقد أنها مدعومة بالمجال المغناطيسي للثقب الأسود، والذي يعمل مثل السنكروترون لتسريع الإلكترونات إلى مثل هذه الطاقات العالية بحيث تتألق بشكل ساطع في أطوال موجات الأشعة السينية.
ثم تنطلق نفاثات بلازما قوية من المناطق القطبية للثقب الأسود، وتطلق مادة الهالة في اتجاهين متعاكسين، في بعض الأحيان بسرعة الضوء تقريبا. يُعتقد أن هذه النفاثات الفيزيائية الفلكية تتشكل عندما تتسارع المادة على طول خطوط المجال المغناطيسي خارج أفق الحدث للثقب الأسود؛ عندما تصل إلى القطبين، تنفجر.
ولا يتم ملاحظة النفاثات في جميع أحداث اضطراب المد والجزر، ولكن عند حدوثها، عادة ما تُرى معا. لذلك عندما التقطت منشأة زويكي العابرة وميضا ساطعا لحدث اضطراب المد والجزر في 1 مارس 2021، والذي سمي لاحقا AT2021ehb، حولت ناسا مرصدها للأشعة السينية NICER ومرصدها السريع (الأشعة السينية وأشعة غاما والأشعة فوق البنفسجية) لمراقبة تطور الحدث على أمل التقاط شيء مثير للاهتمام. وفي وقت لاحق، بعد 300 يوم من اكتشاف Zwicky، انضم مرصد الأشعة السينية NuSTAR.
وكشفت الأشعة السينية والأشعة فوق البنفسجية والبصرية والراديو المنبعثة من الحدث على مدى 430 يوما، أن الجاني كان ثقبا أسودا يبلغ حجمه حوالي 10 ملايين ضعف كتلة الشمس.
لكن، حسنا، كان هناك شيء غريب. ولم يكتشف أي من المراصد أي تلميح لنفاثات. ومع ذلك، كشفت ملاحظات NuSTAR عن وجود إكليل. ويقول العلماء إن هذا التناقض الغريب مثير للغاية.

ويقول عالم الفلك يوهان ياو من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا: "لم نشهد قط حدثا لاضطراب المد والجزر مع انبعاث الأشعة السينية مثل هذا بدون وجود نفاثة، وهذا أمر مذهل حقا لأنه يعني أنه يمكننا فصل أسباب النفاثات وما يسبب الهالة. تتفق ملاحظاتنا حول AT2021ehb مع فكرة أن المجالات المغناطيسية لها علاقة بكيفية تشكل الإكليل، ونريد أن نعرف ما الذي يجعل هذا المجال المغناطيسي قويا للغاية".
وتشكل أهداف مثل AT2021ehb مختبرات ممتازة لدراسة تكوّن وتطور أقراص التراكم والهالة في الوقت الفعلي؛ وحيث يوجد واحد، قد يكون هناك المزيد. ويأمل الباحثون في أن يتمكنوا من العثور على المزيد من أحداث اضطراب المد والجزر في المستقبل، ما يؤدي إلى إجابات حول الدور الذي تلعبه المجالات المغناطيسية في تكوين الإكليل. وانتهى الأمر بيوم سيئ لنجم قبل 250 مليون سنة إلى أن يكون يوما جيدا جدا لعلماء الفلك من البشر.