🍇 🤦🏾 👨🏼‍🤝‍👨🏻 اسألوا إيثان رقم 114: هل يمكننا رؤية ثقب أسود فائق الكتلة في مركز مجرتنا؟ 👩🏼‍🤝‍👨🏽 🐧 👩🏿‍💻

كان اكتشاف الثقوب السوداء العملاقة أحد أروع الاكتشافات للفيزياء الفلكية. اتضح أن الثقوب السوداء لا تتكون فقط من النوى المنهارة للنجوم الضخمة جدًا ، ويزن ما يصل إلى 100 نجم شمسي.

الصورة

الثقوب السوداء الهائلة الموجودة في مراكز المجرات لديها كتلة الملايين ، وأحيانًا مليارات المرات أكبر من الشمس. يوجد مثل BH في وسط مجرتنا. حتى الآن ، يمكن ملاحظته بشكل غير مباشر فقط ، ولكن هذا لا يناسب قارئنا ، متسائلاً:

بقدر ما أفهم ، يوجد في وسط مجرتنا ثقب أسود ضخم. ما مدى قربك للوصول إليها لترى؟ أعتقد أنك لست بحاجة إلى أن تكون قريبًا جدًا من أفق الحدث ، ولكن نظرًا لوجود العديد من النجوم حوله ، وامتصاص كل الغبار والحطام ، فمن الصعب رؤيته من مسافة كبيرة بما فيه الكفاية ، حتى إذا كان موجودًا فوق أو أسفل مستوى المجرة.

أولاً ، دعنا نقول كيف نعرف وجود ثقب أسود في مركز مجرتنا.

في الضوء المرئي ، تحجب كمية كبيرة من الغبار الموجود في مستوى المجرة منظر مركز المجرة. ولكن في الأطوال الموجية الأخرى ، الأشعة تحت الحمراء والأشعة السينية والراديو ، يمكننا أن نرى من خلال الغبار ونكتشف الكثير من الأشياء المثيرة للاهتمام ، بما في ذلك الغاز الساخن الذي يتحرك بسرعات كبيرة ، والتوهجات المقابلة لامتصاص مادة BH ، والأكثر إثارة للاهتمام ، أن مدارات النجوم الفردية تمر حول نفس نفس النقطة التي لا ينبعث منها ضوء على الإطلاق.

كل شيء يتفق مع حقيقة أنه في هذه المرحلة يوجد ثقب أسود فائق الكتلة يزن 4 ملايين من الطاقة الشمسية. وكلما كانت BH أكبر ، كلما كانت أكبر. أو ، بشكل أدق ، أفق الأحداث فيها أكبر جسديًا - المنطقة المحيطة به ، والتي لا يمكن للضوء أن يهرب منها. إذا تحولت أرضنا فجأة إلى BH ، فسوف تصبح صغيرة: يبلغ قطر أفق الحدث 1.7 سم فقط ، وفي حالة الشمس ، سيكون هذا القطر بالفعل 6 كم.

ويبلغ قطر أفق الحدث BH الهائل في وسط المجرة 23.6 مليون كيلومتر ، أو 40٪ من حجم مدار عطارد حول الشمس. في المجرات الأخرى ، هناك BHs أكبر بكثير. إنهم فقط منا بالملايين وليس آلاف السنوات الضوئية.

هذا حجم كبير جدًا لجسم فردي ، وتأثيرات النظرية النسبية العامة ، التي تجعل انحناء الفضاء ، تزيده فقط! ولكن على الرغم من أن حجم هذا الشيء ضخم ، إلا أنه بعيد جدًا عنا ، مما يجعل من الصعب جدًا التفكير فيه. على مسافة 26000 سنة ضوئية ، سيكون الحجم الظاهري لـ BH فقط 19 ميكروثانية الزاوية ، أو 19 مليون جزء من الستين من الستين من الدرجة. لتخيل هذا ، دعنا نقول أن دقة التلسكوب الفضائي لها. تبلغ مساحة هابل 26 مللي ثانية قوسية ، أي أكثر من 1000 مرة أكثر من اللازم لرؤية هذا BH.

في النظرية ، إذا اقتربنا منها ، على مسافة عدة مئات من السنين الضوئية ، يمكننا رؤيتها مباشرة. لكن هذا مستحيل عمليا. ومع ذلك ، لدينا تقنية واحدة تسمح لنا بالتغلب على هذا القيد. في بعض الأطوال الموجية ، على وجه الخصوص ، الراديو والأشعة السينية ، يمكن أن تومض الثقب الأسود في بعض الأحيان بشكل مشرق ، أو يمكن للأجسام التي تمر بالقرب منه أن تسلط الضوء على أفق الحدث من الخلف.

يتم تحديد الدقة القصوى من خلال حجم مرآة التلسكوب - كم عدد الأطوال الموجية التي يمكن أن تتناسب مع هذه المرآة. لذلك ، فإن دقة تلسكوب Chandra X-ray كبيرة جدًا ، على الرغم من صغرها: للأشعة السينية طول موجي قصير جدًا ، ويمكن أن يكون هناك العديد من هذه الموجات عبر المرآة. لذلك ، التلسكوبات الراديوية ضخمة للغاية: يمكن أن تصل موجات الراديو إلى عدة أمتار ، وتحتاج التلسكوبات الضخمة للحصول على دقة جيدة.

التلسكوبات الراديوية في مرصد Pushchino Radio Astronomy

ولكن للحصول على دقة أفضل ، هناك حل بديل لا يتطلب بناء تلسكوب بحجم الأرض. يمكننا استخدام مجموعة من المقاريب مفصولة بخطوط أساس كبيرة جدًا. سيجمعون الضوء ، كالمعتاد ، أي أن الجسم سيكون خافتًا إلى حد ما ، ولكن حلها سيكون هو نفسه تلسكوب مع مرآة ، وقطره يمكن مقارنته بالمسافة بين التلسكوبات البعيدة من الصفيف!

يتم تحقيق هذه الفكرة من خلال مشروع Event Horizon Telescope ، الذي يخطط لاستخدام خطوط أساس كبيرة لأطوال الموجات القصيرة (1 مم) فقط لقياس الاهتمام بالنسبة لنا! حتى الآن ، هناك اقتراحان - لمجموعة من 7 و 13 محطة ، سيجيب كل منها على السؤال "هل لدى BH أفق حدث حقيقي" من خلال مراقبة BH مباشرة!

القوس A * ، الثقب الأسود في وسط المجرة ، هو هدف مثالي ، ومن المتوقع أن يكون له أكبر أفق حدث مرئي من الأرض. من المضحك أن ثاني أكبر يجب أن يكون في BH في وسط M87 ، أكبر مجرة في مجموعة العذراء ، وحجمها سيكون 5 أضعاف الدقة القصوى لتلسكوب Event Horizon ، مما يعني أنه يمكننا فحص نفاثتها بالتفصيل وفهم بالضبط كيف هذه شكل الانبعاثات الأسرع من الصوت والتصرف!

ولكن إذا كان السؤال يتعلق باستخدام عينيك ، إذا كنت تريد أن ترى BH ، فسوف يتعين عليّ أن أخيب ظنك.

دقة العين البشرية تافهة ، فقط 60 ثانية قوسية ، أي ، للنظر في شيء حجمه الظاهري هو 19 ميكروثانية ، يجب أن تكون أقرب منه بثلاثة ملايين مرة ، أي أن تحصل على مسافة 546 AU أقرب نجم لنا هو الشمس ، والثالث هو Proxima Centauri ، ويقع في 4.24 سنة ضوئية ، أو 268000 AU. نعم ، نعم ، ستحتاج إلى أن تكون أقرب إلى BH 500 مرة من النجم الأقرب إلينا (باستثناء الشمس) ، فقط للنظر في شيء على الأقل.

أوصي باستخدام التلسكوبات. هذا أسرع وأرخص وأكثر أمانًا من السفر بين النجوم - وأكثر فائدة ، حيث يمكنك أن ترى معهم أكثر بكثير من عينيك.

اسألوا إيثان رقم 114: هل يمكننا رؤية ثقب أسود فائق الكتلة في مركز مجرتنا؟

More articles: