تكشف جاذبية انحناء الضوء عن أحد أكبر الثقوب السوداء التي تم اكتشافها على الإطلاق

اكتشف فريق من علماء الفلك واحدًا من أكبر الثقوب السوداء التي تم اكتشافها على الإطلاق ، مستفيدًا من ظاهرة تسمى عدسة الجاذبية.

استخدم الفريق ، بقيادة جامعة دورهام بالمملكة المتحدة ، عدسة الجاذبية – حيث تعمل مجرة ​​في المقدمة على انحناء الضوء من جسم بعيد وتضخيمه – وعمليات محاكاة الكمبيوتر العملاق في منشأة DiRAC HPC ، مما سمح للفريق بفحص كيفية انحناء الضوء عن كثب. ثقب أسود داخل مجرة ​​تبعد مئات الملايين من السنين الضوئية عن الأرض.

لقد وجدوا ثقبًا أسود هائلاً ، جسمًا تزيد كتلته عن 30 مليار ضعف كتلة شمسنا ، في المجرة الأمامية ، وهو مقياس نادرًا ما يراه علماء الفلك.

إنه أول ثقب أسود يتم اكتشافه باستخدام هذه التقنية ، حيث يحاكي الفريق الضوء الذي ينتقل عبر الكون مئات الآلاف من المرات. تتضمن كل محاكاة ثقبًا أسودًا له كتلة مختلفة ، مما يغير مسار الضوء إلى الأرض.

عندما قام الباحثون بتضمين ثقب أسود فائق الكتلة في إحدى عمليات المحاكاة الخاصة بهم ، فإن المسار الذي سلكه الضوء من المجرة البعيدة للوصول إلى الأرض يطابق المسار الذي شوهد في الصور الفعلية الملتقطة بواسطة تلسكوب هابل الفضائي.

تم نشر النتائج اليوم في المجلة الإخطارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية.

قال المؤلف الرئيسي للدكتور جيمس نايتنجيل ، من قسم الفيزياء بجامعة دورهام: “هذا الثقب الأسود بالتحديد ، الذي تبلغ كتلته حوالي 30 مليار مرة كتلة شمسنا ، هو واحد من أكبر الثقب الذي لم يتم اكتشافه مطلقًا وهو في الحد الأقصى للحجم الذي نتمتع به. أعتقد أن الثقوب السوداء يمكن أن تصبح نظريًا ، لذلك هذا اكتشاف مثير للغاية “.

تحدث عدسة الجاذبية عندما يبدو أن مجال الجاذبية لمجرة في المقدمة يؤدي إلى انحناء الضوء من مجرة ​​في الخلفية ، مما يعني أننا نلاحظها أكثر من مرة.

مثل العدسة الحقيقية ، يعمل هذا أيضًا على تكبير مجرة ​​الخلفية ، مما يسمح للعلماء بدراستها بمزيد من التفصيل.

قال الدكتور نايتنجيل: “معظم الثقوب السوداء الكبيرة التي نعرفها في حالة نشطة ، حيث تسخن المادة المرسومة بالقرب من الثقب الأسود وتطلق الطاقة على شكل ضوء وأشعة سينية وإشعاع”. عمليات شطب أخرى. ”

“ومع ذلك ، فإن عدسة الجاذبية تجعل من الممكن دراسة الثقوب السوداء غير النشطة ، وهو أمر غير ممكن حاليًا في المجرات البعيدة. ويمكن أن يسمح لنا هذا النهج باكتشاف العديد من الثقوب السوداء الأخرى خارج كوننا المحلي وكشف كيف تطورت هذه الأجسام الغريبة بشكل أكبر في الوقت الكوني. ”

تفتح الدراسة ، التي تشمل أيضًا معهد ماكس بلانك الألماني ، الاحتمال المثير للإعجاب بأن علماء الفلك يمكنهم اكتشاف العديد من الثقوب السوداء غير النشطة وفائقة الكتلة مما كان يُعتقد سابقًا ، ودراسة كيف أصبحت كبيرة جدًا.

بدأت قصة هذا الاكتشاف بالذات في عام 2004 عندما لاحظ عالم الفلك الزميل بجامعة دورهام البروفيسور أليستر إيدج قوسًا عملاقًا لعدسة جاذبية أثناء فحص الصور من مسح المجرات.

سريعًا إلى الأمام 19 عامًا وبمساعدة صور عالية الدقة من تلسكوب هابل التابع لناسا ومنشآت الكمبيوتر العملاق DiRAC COSMA8 بجامعة دورهام ، تمكن الدكتور نايتنجيل وفريقه من مراجعة هذا والاستكشاف بشكل أكبر.

يأمل الفريق أن تكون هذه هي الخطوة الأولى في السماح باستكشاف أعمق لأسرار الثقوب السوداء ، وأن تساعد التلسكوبات المستقبلية واسعة النطاق علماء الفلك على دراسة الثقوب السوداء البعيدة لمعرفة المزيد عن حجمها وحجمها.