الثقوب السوداء

هكذا أخذ الفلكيون صورة الثقب الأسود

يحتوي M87 على ثقب أسود بيضاوي هائل بكتلة تزيد كتلتها الشمسية عن 1000 مليار كتلة الشمسية. من هذا الثقب الأسود الثقيل للغاية في وسط مجرتها يأتي بصيص من الجزيئات التي التقطها تلسكوب هابل في هذه الصورة.

© ناسا ، وكالة الفضاء الأوروبية

الأربعاء ، 10 أبريل (نيسان) 2019 ، سينخفض ​​التاريخ كواحد من أهم الأيام في العالم العلمي.

في ذلك اليوم ، أظهر علماء الفلك من المرصد الجنوبي الأوروبي (ESO) أول صورة للنجم الخفي للكون: ثقب أسود.

عملاق - بالمقارنة مع الثقوب السوداء الأخرى

تُظهر الصورة الثقب الأسود الثقيل للغاية في وسط المجرة الإهليلجية Messier 87 (M87) ، على بعد حوالي 53 مليون سنة ضوئية منا.

يحتوي M87 على ثقب أسود بيضاوي هائل بكتلة تزيد كتلتها الشمسية عن 1000 مليار كتلة الشمسية. من هذا الثقب الأسود الثقيل للغاية في وسط مجرتها يأتي بصيص من الجزيئات التي التقطها تلسكوب هابل في هذه الصورة.

© ناسا ، وكالة الفضاء الأوروبية

حتى بالنسبة للثقب الأسود ، هذه عينة رائعة للغاية. تبلغ كتلة الشمس 6.5 مليار مرة كتلة الشمس ، لكن الصورة ليست واضحة للغاية.

أولاً ، لا يمكننا رؤية الثقب الأسود نفسه. نظرًا لأن لا شيء يمكن أن يفلت ، ولا حتى الضوء ، فقد ركز الفلكيون على ما يسمى بأفق الملاحظة. هذا هو حدود المنطقة حيث يتم التقاط الضوء بواسطة الجاذبية الهائلة للثقب الأسود.

ثانياً ، إن الثقب الأسود بعيد عنا ، على الرغم من حجمه في سماءنا ، إلا أنه يشغل مساحة كبيرة مثل مساحة البرتقال على سطح القمر - قطعة صغيرة.

تؤكد الصورة الأولى للثقب الأسود النظرية الحالية حول بناء هذه الأشياء الضخمة.

SPL

كتلة الثقب الأسود يتركز في نقطة واحدة.

SPL

أفق المراقبة هي حدود المنطقة حيث لم يعد بإمكان الضوء والضوء الهروب من خطورة الثقب الأسود.

SPL

قرص من المادة والغازات تدور حول أفق المراقبة.

SPL

تيارات جت تطلق الجزيئات المشحونة ثقوبًا سوداء شديدة النشاط ، والتي ما زالت تبتلع الغاز والمادة والنجوم ، بشكل عمودي من القرص.

SPL

الثقوب السوداء يختبئون

مشكلة أخرى لعلماء الفلك هي أن الثقوب السوداء محاطة بالغبار والغازات التي تسد الرؤية. هذا هو السبب في أننا لا نستطيع رؤيتهم من خلال التلسكوبات البصرية التي تلتقط الصور بمساعدة الضوء.

كان على العلماء استخدام التلسكوبات الراديوية التي تلتقط موجات الراديو التي ينبعث منها الثقب الأسود.

إن سحابة الغاز والغبار قريبة جدًا من الثقب الأسود بحيث يتم إرسال موجات الراديو التي يبلغ طول موجيها حوالي 1 ملليمتر. عندما تصل تلك الموجات إلى الأرض ، يتم امتصاصها عن طريق الماء في الجو ، مما يجعلها غير مرئية تقريبًا.

ثمانية التلسكوبات رؤية أكثر من واحد

تم بناء تلسكوب الأحداث في الأفق (EHT) لحل جميع هذه المشاكل. تعمل ثمانية من أكبر التلسكوبات الراديوية معًا لمراقبة الثقوب السوداء.

التلسكوبات الفائقة تعمل عن قرب

1 / 5

غير محدد

12345

ثمانية التلسكوبات رؤية أكثر من واحد. هذا هو مبدأ شبكة تلسكوب أفق الحدث ، حيث تجعل التلسكوبات في جميع الاتجاهات معًا مرئية غير مرئية.

تتم مزامنة التلسكوبات مع الساعات الذرية وفي الواقع تعمل كتلسكوب لاسلكي كبير مع طبق بحجم الأرض. التأثير قوي لدرجة أن EHT يمكنه رؤية برتقال ملقى على سطح القمر - ويمكن أن يتوغل عميقًا في مجرة ​​بملايين السنين الضوئية.

بمعنى آخر: ترى EHT موجات الراديو غير مرئية تقريبًا.

قامت ESO بعمل فيلم وثائقي قصير يوضح كيف نشأت الصورة ويتم تصوير الباحثين وراء الصورة.

البيانات المنقولة بالطائرة

في أبريل 2017 ، كانت جميع التلسكوبات الثمانية موجهة إلى مركز M87 لمدة أسبوع. قاموا بتسجيل بيانات حول الأمواج التي وقعوا فيها.

في ذلك الأسبوع ، جمعت التلسكوبات 5 بايتات من البيانات - 5 ملايين غيغابايت.

كان ذلك كومة هائلة من البيانات التي كانت ستستغرق سنوات لو كانت التلسكوبات قد أرسلت ملاحظاتها عبر الإنترنت.

5 بيتابايت هو الكثير من البيانات. يتوافق مع mp3 مع وقت تشغيل 5000 سنة. دان مارون هو عالم فلك في جامعة أريزونا وينتمي إلى الفريق وراء الصورة. يحاول هنا شرح مقدار البيانات التي تمت معالجتها لإنشاء الصورة.

هذا هو السبب في أنه تم وضع جميع البيانات على الأقراص الصلبة ، والتي تم إحضارها إلى مركزين للبيانات بالطائرة ، واحد في ألمانيا وواحد في الولايات المتحدة. التي تسببت في بعض التأخير.

يوجد أحد التلسكوبات في أنتاركتيكا ، حيث لا يُسمح بأي رحلات جوية خلال فصل الشتاء. ولأن EHT بدأ التسجيل في بداية فصل الشتاء في القطب الجنوبي ، كان على العلماء الانتظار لمدة ستة أشهر للحصول على البيانات من تلسكوب القطب الجنوبي.

يرجع السبب في أنه استغرق وقتًا طويلاً حتى يتم الانتهاء من الصورة جزئيًا إلى تليسكوب القطب الجنوبي. لم يكن من السهل الحصول على البيانات من الملاحظات من الصحراء الجليدية القاسية.

© المشاع الإبداعي

أجهزة الكمبيوتر العملاقة يمضغ على البيانات

تمت معالجة البيانات التي تم جمعها بواسطة أجهزة الكمبيوتر الفائقة في ألمانيا والولايات المتحدة.

هناك حاجة إلى 800 من أجهزة الكمبيوتر العملاقة ، التي كانت متصلة عبر شبكة من 40 جيجابت / ثانية ، لمقارنة البيانات من التلسكوبات المختلفة.

وأدت كل هذه الحسابات في النهاية إلى صورة محببة تعد واحدة من أهم الصور التي التقطها الفلكيون على الإطلاق.

آينشتاين كان على حق

منذ أكثر من 100 عام ، نشر الفيزيائي الألماني ألبرت أينشتاين نظريته العامة للنسبية.

تشرح هذه النظرية كيف تنحني كل الكتلة عن الفضاء المحيط بها وبالتالي تجذب الأشياء. يتم تمثيل الجاذبية بمثابة انحناء للوقت الفضاء.

جعلت نظرية أينشتاين وجود ثقوب سوداء معقولة ، ووفقًا لأفكاره ، كان لديهم أفق مراقبة حيث ينبعث آخر ضوء مرئي. علاوة على ذلك ، وصف الثقوب نفسها بأنها دائرة رصاصة وذكر أنه يمكننا حساب حجم المنطقة المظلمة على أساس الكتلة.

تم تأكيد كل تنبؤاته حول الأجسام الضخمة للغاية من خلال ملاحظات الثقب الأسود لـ M87.

لكن أينشتاين ارتكب أخطاء أيضًا. ووفقا له ، كانت الثقوب السوداء موجودة من الناحية النظرية فقط لأن الجزيئات ستتوقف عن الانهيار قبل أن تكون ثقيلة بما يكفي لتشكيل ثقب أسود.

عرض المزيد

المحطة التالية: ميلكويج

EHT لا تركز فقط على الثقب الأسود من M87. فحص التلسكوب أيضًا الثقب الأسود الضخم في وسط درب التبانة. في المستقبل القريب ، يمكنك أيضًا عرض صورة لثقب أسود.

إن الثقب الأسود "الخاص بنا" أقرب 2000 مرة تقريبًا ، ولكن أيضًا أصغر 2000 مرة نتيجة لذلك ، يبدو أنه كبير في السماء مثل ثقب أسود M87: يبدو وكأنه برتقالي على سطح القمر عندما ينظر إليها من الأرض.

لهذا السبب ، ليس من الواضح أن صورة المركز الثقيل للغاية في درب التبانة ستكون أقل محببة من الصورة التي رأيناها الآن.

فيديو: حقائق مثيره للاهتمام عن الثقب الاسود وماذا يوجد بداخله (مارس 2020).

المشاركات الشعبية

فئة الثقوب السوداء, المقالة القادمة

الأرض: كوكب الحياة
أرض

الأرض: كوكب الحياة

كوكب الأرض الأرض هي المكان الوحيد في المجموعة الشمسية الذي نعرفه بالتأكيد أن هناك حياة. الحياة تزدهر على الأرض لأن الكوكب في ما يسمى بالمنطقة الصالحة للحياة في النظام الشمسي. بسبب المسافة إلى الشمس ، فإن درجة حرارة سطح الكواكب في المنطقة الصالحة للحياة هي درجة أن هناك ماء سائل.
إقرأ المزيد
آلاف الأطنان من الخردة المعدنية تدور حول الأرض
أرض

آلاف الأطنان من الخردة المعدنية تدور حول الأرض

وفقا لأحدث الأرقام ، حوالي 7500 طن من الخردة تطير في جميع أنحاء الأرض. يتعلق الأمر بحوالي 30000 كائن أكبر من 10 سنتيمترات ، و 750،000 قطعة من 1-10 سنتيمترات و 166 مليونًا من 0.1-1 سنتيمترات. تأتي القطع الخردة العديدة من أقمار صناعية متطورة وبقايا محركات الصواريخ. بسرعات تصل إلى 28.
إقرأ المزيد
الإشعاع الكوني يعطي المزيد من الغيوم
أرض

الإشعاع الكوني يعطي المزيد من الغيوم

لقد عرف الباحثون منذ فترة طويلة أن متوسط ​​درجة الحرارة على الأرض يختلف باختلاف أشعة الشمس الكونية ، ربما لأن النشاط الشمسي يؤثر على تكوين السحب في الغلاف الجوي. وهذا ما تؤكده الآن تجربة من CERN ، المركز الأوروبي للبحوث فيزياء الجسيمات في سويسرا.
إقرأ المزيد
لماذا السماء زرقاء؟
أرض

لماذا السماء زرقاء؟

أن السماء زرقاء لها علاقة بانتشار الضوء. ينتشر الضوء ذو أقصر طول موجي إلى سطح الأرض. الضوء الأزرق هو اللون في الطيف المرئي مع أقصر طول موجة ، وبالتالي ينتشر الضوء الأزرق أكثر بكثير من جميع الألوان الأخرى.
إقرأ المزيد