الكشف عن حلقة فوتون لثقب أسود لأول مرة

وطن: في عام 2019، أعطى تلسكوب Event Horizon أول صورة مباشرة لثقب أسود في المجرة، حيث كانت الصورة قوية، لكنها لم تكن ذات تفاصيل كثيرة، حيث أظهرت دراسة حديثة، أن صورة EHT لا تُظهر توهج الثقب الأسود نفسه، ولا تصدر الثقوب السوداء الضوء مباشرة.

وعلى عكس الصور الأقل تفصيلا للثقوب السوداء الهائلة التي لدينا، فإن التوهج لا يرجع إلى نفثات من البلازما أو إشعاع من الغاز شديد السخونة حول الثقب الأسود، بل تُظهر الصورة ضوء الراديو الذي كان مركزا بواسطة الثقب الأسود.

ويأتي الثقب الأسود في M87 مغموار بضوء الغاز القريب، بما في ذلك ضوء الراديو، وعندما يمر شعاع معين من الضوء بالقرب من الثقب الأسود، فإن الالتواء في الزمكان يؤدي إلى تغيير اتجاهه قليلا.

ولوحظ الانحراف الطفيف للضوء من أشياء مثل النجوم والمجرات عدة مرات.

ويمكن للضوء أن يغير اتجاهه بشكل كبير اذا ما كان بالقرب من الثقب الأسود ، حيث يمكن أن يدور حوله بزاوية قائمة، أو حتى ينتهي بها الأمر بالعودة من الاتجاه الذي أتت فيه، وكلما اقترب المسار من الثقب الأسود، زاد التغيير في الاتجاه جذريا.

يمر الضوء بالقرب من الثقب الأسود في جميع أنواع الاتجاهات، حيث اتضح أن الثقب الأسود يمكن أن يكون بمثابة عدسة قوية حقا يمكن للضوء أن يمر قريبا جدا منه، حيث يمكننا فقط رؤية الضوء الموجه نحونا، وغالبا ما يكون على شكل دائرة رقيقة من الضوء تعرف بحلقة الفوتون.

وسيكون جزء من الضوء أكثر سطوعا لأن دوران الثقب الأسود يمنح الضوء أيضا دفعة من الطاقة، ويعتمد حجم الحلقة على كتلة الثقب الأسود، وسطوع المنطقة الأكثر إشراقا على دوران الثقب الأسود.

ولا تزال هناك منطقة محيطة بالغاز البارد، والتي يجب أن يمر الضوء من خلالها للوصول إلينا، لكن يتشتت بعض الضوء على طول الطريق، ما يجعل الصورة ضبابية أكثر مما نرغب، وهذا هو المكان الذي تأتي فيه الدراسة الجديدة.

ويخبرنا التوهج المنتشر لصورة EHT ليس فقط عن الثقب الأسود ولكن أيضا عن الغاز المنتشر المحيط بالثقب الأسود. ولاحظ الفريق أن هناك صورتين أساسيتين في بيانات EHT، أحدهما هو حلقة الفوتون نفسها، والآخر هو التوهج الضبابي للمنطقة المحيطة.

وباستخدام خوارزميات تصوير جديدة، تمكن الفريق من فصل الاثنين، وكشف عن حلقة الفوتون للثقب الأسود.

 

المصدر: RT