لتعاون العالمي الذي لم يقدم لنا صورة واحدة بل صورتين للثقوب السوداء الفائقة الكتلة حدّق الآن في أحد أكثر الأضواء سطوعا في الكون.
وقد درس Event Horizon Telescope (EHT)، وهو مصفوفة تلسكوب تضم هوائيات لاسلكية حول العالم، كوازاراً (وهو جسم سماوي ضخم) بعيداً يسمى NRAO 530، سافر ضوؤه لمدة 7.5 مليار سنة ليصل إلينا.
وتُظهر لنا البيانات الناتجة محرك الكوازار بتفاصيل مذهلة ستساعدنا، كما يقول علماء الفلك، على فهم الفيزياء المعقدة لهذه الأجسام المذهلة، وكيف تولد مثل هذا الضوء المتوهج.
وتعرف الكوازارات – وهذا مصطلح قصير لـ “المصادر الراديوية شبه النجمية” – بأنها نوع من المجرات يعتقد أنها تعمل بواسطة ثقب أسود فائق الكتلة نشط للغاية في المركز. وهذا يعني أن الثقب الأسود محاط بمواد تتساقط عليه بمعدل هائج. والثقوب السوداء نفسها لا تصدر أي ضوء، لكن المادة الموجودة حول الثقب الأسود النشط تفعل ذلك.
وتتسبب الجاذبية والاحتكاك في تسخين المادة واشتعالها لأنها تدور حول الثقب الأسود مثل الماء في البالوعة. لكن هذا ليس كل شيء.
لا تسقط كل المواد على الثقب الأسود. بل يتم توجيه بعضها وتسريعها على طول خطوط المجال المغناطيسي خارج أفق الحدث مباشرة – أي “نقطة اللاعودة”، والتي لا يمكن للضوء بعدها أن يصل إلى سرعة الهروب.
وعندما تصل هذه المادة إلى القطبين، يتم إطلاقها في الفضاء على شكل نفاثات قوية من البلازما، وتنتقل بسرعات تبلغ نسبة مئوية كبيرة من سرعة الضوء، ويشار إليها بالسرعة النسبية.
ولا يعد EHT أداة فردية أو مصفوفة واحدة، بل هو عبارة عن تعاون بين مرافق التلسكوب الراديوي حول العالم التي تتحد لتشكل بفعالية تلسكوباً لاسلكيا بحجم الأرض، مثل علم الفلك Voltron.
وهذا التلسكوب قوي. في عام 2019، قدم للبشرية أول صورة على الإطلاق لأفق الحدث في ثقب أسود، قلب مجرة تسمى M87 على بعد 55 مليون سنة ضوئية. بعد ذلك، في العام الماضي، قدم صورة للثقب الأسود الهائل في مركز مجرتنا درب التبانة، Sgr A *.
وتمت بالفعل ملاحظات NRAO 530 في أبريل 2017؛ استخدمه الفريق الدولي كهدف معايرة لالتقاط صور Sgr A *. وهذا الكوازار هو هدف معايرة شائع لمركز درب التبانة، حيث يظهر الجسمان أحدهما بالقرب من الآخر في السماء. إنها تلك الملاحظات التي استخدمها الآن فريق – بقيادة علماء الفلك سفيتلانا جورستاد من جامعة بوسطن وماسيك ويلغوس من معهد ماكس بلانك لعلم الفلك الراديوي في ألمانيا – للنظر في قلب NRAO 530.
وعبر هذه المسافة الشاسعة في الزمان والمكان، تمكن الباحثون من رؤية قلب الكوازار بتفاصيل غير مسبوقة.
ويوضح ويلغوس: “الضوء الذي نراه سافر نحو الأرض لمدة 7.5 مليار سنة عبر الكون المتوسع، ولكن بقوة EHT نرى تفاصيل بنية المصدر على مقياس صغير مثل سنة ضوئية واحدة”.
ويعد NRAO 530 نوعا نادرا من الكوازار يُعرف باسم الكوازار “المتغير بعنف بصرياً”، وهو معروف بامتلاكه نفاثا قويا نسبيا للغاية.
وتُظهر صور EHT ميزة ساطعة في الطرف الجنوبي للإشعاع؛ ويعتقد الباحثون أن هذا هو “النواة” الراديوية، وهي النقطة التي يتم عندها إطلاق الإشعاع بطول موجي معين من الضوء. ويحتوي هذا اللب على مكونين، لا يمكن رؤيتهما بأطوال موجية أطول من الضوء، لكن يمكن رؤيتهما بوضوح في ملاحظات EHT.
ومن خلال ملاحظاته، تمكّن الفريق من تحديد استقطاب الضوء المنبعث من أجزاء مختلفة من الهيكل. ويشير هذا إلى اتجاه تذبذبات الضوء، التي يمكن أن تتأثر بالمجالات المغناطيسية التي ينتقل من خلالها.
وسمح ذلك للفريق برسم خريطة للمجالات المغناطيسية، وإيجاد دليل على أن المجال المغناطيسي له بنية حلزونية.
وحتى الآن، يعد NRAO 530 أبعد شيء درسه EHT، وتَظهر النتائج واعدةً لدراسات مستقبلية للأجسام البعيدة، بالإضافة إلى دراسات أكثر تفصيلا عن البلازارات والكوازارات.
نُشر البحث في مجلة The Astrophysical Journal.