صورة هابل ذات الضوء المرئي للطائرة المنبعثة من الثقب الأسود الذي يبلغ حجمه 3 مليار كتلة شمسية في قلب المجرة M87 (فبراير 1998) الائتمان: وكالة ناسا / وكالة الفضاء الأوروبية وجون بيريتا (STScI / JHU)
على الرغم من أن الثقوب السوداء - من حيث تعريفها وطبيعة طبيعتها - هي المكتنزون النهائيون للكون ، حيث يجمعون ويجمعون المواد والطاقة ويلتقطون لدرجة أنه حتى الضوء لا يستطيع الهروب من قبضة الجاذبية ، إلا أنهم غالبًا ما يظهرون السلوك الغريب للتدفق الشاسع كميات من المواد بعيدًا عنها أيضًا ، على شكل طائرات تندلع مئات الآلاف - إن لم يكن الملايين - من السنوات الضوئية إلى الفضاء. تحتوي هذه الطائرات على بلازما شديدة السخونة لم تجعلها تتخطى أفق حدث الثقب الأسود ، ولكنها بدلاً من ذلك حصلت على "نسج" بسبب جاذبيتها القوية ودورانها المكثف وانتهى بها الأمر إلى إطلاق النار إلى الخارج كما لو كان من مدفع كوني هائل.
إن الآليات الدقيقة لكيفية عمل كل هذا لا تُعرف على وجه التحديد بالثقوب السوداء يصعب ملاحظتها ، وأحد الجوانب الأكثر إرباكًا لسلوك النفث هو لماذا يبدو دائمًا محاذاة مع المحور الدوراني لتغذية الأسود النشطة حفرة ، وكذلك عموديًا على قرص التراكم المصاحب. الآن ، تدعم الأبحاث الجديدة باستخدام نماذج الكمبيوتر المتقدمة ثلاثية الأبعاد فكرة أن معدل دوران الثقوب السوداء المتصاعد جنبًا إلى جنب مع المغناطيسية في البلازما هو المسؤول عن تشكيل الطائرات.
في ورقة حديثة نشرت في المجلة علم، الأستاذ المساعد في جامعة ميريلاند جوناثان ماكيني ، مدير معهد كافلي روجر بلاندفورد وألكسندر تشيخوفسكوي من جامعة برينستون ، عن النتائج التي توصلوا إليها باستخدام محاكاة الكمبيوتر للفيزياء المعقدة الموجودة بالقرب من ثقب أسود فائق التغذية. تتبع GRMHD - التي تعني اختصار النسبية العامة المغنطيسي الهيدروديناميكي - تفاعلات الملايين من الجسيمات فعليًا تحت تأثير النسبية العامة وفيزياء البلازما الممغنطة النسبية ... .
اقرأ المزيد: نظرة أولى على وليمة الثقب الأسود
ما مكيني وآخرون. وجدت في عمليات المحاكاة الخاصة بهم أنه بغض النظر عن كيفية توجيههم في البداية لطائرات الثقب الأسود ، فإنهم دائمًا ما ينتهي بهم المطاف في محاذاة مع المحور الدوراني للثقب الأسود نفسه - بالضبط ما تم العثور عليه في ملاحظات العالم الحقيقي. وجد الفريق أن هذا ناتج عن خطوط المجال المغناطيسي الناتجة عن التواء البلازما بسبب الدوران المكثف للثقب الأسود ، وبالتالي جمع البلازما في نفاثات ضيقة ومركزة تهدف بعيدًا عن محاورها الدورانية - غالبًا في كلا القطبين.
على مسافات أبعد يضعف تأثير دوران الثقب الأسود وبالتالي قد تبدأ الطائرات في التحلل أو الانحراف عن مساراتها الأولية - مرة أخرى ، ما تم رؤيته في العديد من الملاحظات.
يبدو أن آلية "محاذاة الدوران المغنطيسي" هذه ، كما يسميها الفريق ، هي الأكثر انتشارًا مع الثقوب السوداء فائقة الكتلة النشطة التي يكون قرص تراكمها أكثر سمكًا من رقيقة - نتيجة وجود معدل مرتفع جدًا أو منخفض جدًا من السقوط شيء. هذا هو الحال مع المجرة الإهليلجية العملاقة M87 ، الموضحة أعلاه ، والتي تُظهر طائرة نفاثة رائعة تم إنشاؤها بواسطة ثقب أسود بقدرة 3 مليار كتلة شمسية في مركزها ، بالإضافة إلى كتلة SMBH الأقل كتلة من 4 ملايين كتلة شمسية. في مركز مجرتنا ، Sgr A *.
اقرأ المزيد: ثقب أسود درب التبانة يطلق النار على ألمع من أي وقت مضى
باستخدام هذه النتائج ، يمكن إجراء التنبؤات المستقبلية بشكل أفضل فيما يتعلق بسلوك المادة المتسارعة التي تقع في قلب مجرتنا.
اقرأ المزيد عن البيان الصحفي لمعهد كافلي هنا.
صورة ملحقة: لقطة لنظام محاكاة للثقب الأسود. (ماكيني وآخرون) المصدر: معهد كافلي للفيزياء الفلكية للجسيمات وعلم الكونيات (KIPAC)
