كتب – رامز يوسف:
على بعد حوالي 275 مليون سنة ضوئية من مجرة درب التبانة يكمن لغز كوني حقيقي. هناك، في قلب مجرة تسمى 1ES 1927+654، يوجد ثقب أسود فائق الكتلة حيرت تصرفاته ومغامراته علماء الفلك لسنوات.
الآن، قد يكون لدينا أخيرًا تفسير لبعض سلوكياته الجامحة على الأقل: نجم قزم أبيض يدور حول نفسه ويقترب بشكل خطير من حافة أفق الحدث للثقب الأسود، وهي النقطة التي لا يمكن للمادة بعدها العودة أبدًا.
تقول الفيزيائية ميجان ماسترسون من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا: “سيكون هذا أقرب شيء نعرفه حول أي ثقب أسود. وهذا يخبرنا أن الأجسام مثل الأقزام البيضاء قد تكون قادرة على العيش بالقرب من أفق الحدث لفترة زمنية ممتدة نسبيًا”.
لا تصدر الثقوب السوداء نفسها أي ضوء، ولكن الثقوب السوداء هائلة الكتلة في مراكز المجرات غالبًا ما تكون محاطة بسحب ضخمة من المواد. هذه المواد، التي تسخن بفعل الاحتكاك والجاذبية أثناء دورانها في مدار حول الثقب الأسود، هي التي تتوهج بالضوء.
عندما يتغير هذا الضوء، يمكن لعلماء الفلك دراسته لمعرفة ما يحدث في محيط الثقب الأسود. على سبيل المثال، نعرف كيف يبدو الأمر عندما يسقط نجم عابر في مجال جاذبية الثقب الأسود ويتمزق ويُبتلع بمرور الوقت.
كان الثقب الأسود في مركز 1ES 1927+654، وهو وحش متواضع نسبيًا تبلغ كتلته حوالي مليون مرة كتلة الشمس، يبدو طبيعيًا نسبيًا حتى عام 2018، عندما اختفت الهالة المحيطة به عن الرؤية قبل أن يزداد سطوعه تدريجيًا إلى ما يقرب من 20 ضعفًا من سطوعه السابق.
كان هذا محيرًا. اقترح أحد التحليلات أنه قد يكون نتيجة لانعكاس قطبي للثقب الأسود. ولأن العلماء لم يروا شيئًا مثله من قبل، فقد راقبوا 1ES 1927+654 لمعرفة ما إذا كان قد حدث أي شيء آخر جدير بالملاحظة.
في يونيو 2022، حدث شيء ما.
أظهرت بيانات الأشعة السينية التي سجلها تلسكوب الفضاء XMM-Newton التابع لوكالة الفضاء الأوروبية أن النواة المجرية بدأت تتقلب في السطوع. كان ناتج الأشعة السينية للثقب الأسود يختلف بنحو 10%، على فترات زمنية تبلغ حوالي 18 دقيقة.
هذا ليس سلوكًا غير مسبوق للثقب الأسود. تُعرف مثل هذه التقلبات بالتذبذبات شبه الدورية، ولا يُعرف سببها. لكن 1ES 1927+654 كان لابد أن يجعل الأمر أكثر غرابة. على مدار عامين، تقلص الوقت بين التقلبات من حوالي 18 دقيقة إلى أقل من 7 دقائق.
يقول ماسترسون: “لم نر أبدا هذا التغير الدرامي في معدل وميضه. لم يكن هذا يشبه على الإطلاق ثقبًا أسودًا عاديًا”.
إذن، ما الذي قد يحدث في الكون؟ لمعرفة ذلك، احتاج الباحثون إلى فحص الأدلة: الطول الموجي للضوء ودورية الوميض.
تقول الفيزيائية إيرين كارا من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا: “إن رؤية شيء ما في الأشعة السينية تخبرك بالفعل أنك قريب جدًا من الثقب الأسود. عندما ترى تغيرًا في مقياس الوقت بالدقائق، فهذا قريب من أفق الحدث، وأول ما يخطر ببالك هو الحركة الدائرية، وما إذا كان هناك شيء ما يدور حول الثقب الأسود”.
استعرض الباحثون السيناريوهات المتاحة وقرروا أن الخيار الأكثر ترجيحًا هو جسم كثيف المادة يدور حول الثقب الأسود، ويقترب تدريجيًا. ومع انكماش مداره، يقصر الوقت بين ومضات الضوء كدوائر الثقب الأسود. وهذا يعني أن هذا الجسم يدور حول أفق الحدث بنصف قطر 4.2 أضعاف نصف قطر شمسنا في 7 دقائق فقط.
تُظهر حسابات الفريق أن هذا الجسم ربما يكون نجمًا قزمًا أبيض؛ وهذا يعني أن النجم الأبيض قد انهار في قلبه، وهو نجم منخفض الكتلة، وقذف بمادته الخارجية أثناء موته. وتبلغ كتلة هذا الجسم نحو 0.1 مرة كتلة الشمس، وهو محشور في كرة قطرها بين الأرض والقمر.
إذا كان هذا هو الحال، فقد ينجو القزم الأبيض من المواجهة. وعلى هذا القرب الشديد، ربما يمزق الثقب الأسود المادة الخارجية للقزم الأبيض، ما يمنح النجم المعذب زخمًا كافيًا لمنعه من تجاوز نقطة اللاعودة. كما أن الأقزام البيضاء كثيفة للغاية، وهو ما يمنعها من التفكك مثل النجم العادي.
وقد يعني هذا أنها سوف تتراجع في النهاية بعيدًا عن الثقب الأسود إلى مسافة أكثر أمانًا. وإذا كان تحليل الفريق صحيحًا، فسوف يتمكنون من ملاحظة هذا التراجع في فترة مطولة في تذبذبات الأشعة السينية. ولكن مهما حدث، فإن هذا الثقب الأسود لم ينته بعد من تعليمنا عن أكثر البيئات الجاذبية تطرفًا في الكون.
يقول ماسترسون: “الشيء الوحيد الذي تعلمته من هذا المصدر هو عدم التوقف عن النظر إليه أبدًا لأنه من المحتمل أن يعلمنا شيئًا جديدًا. والخطوة التالية هي إبقاء أعيننا مفتوحة”.
قُدم البحث في الاجتماع رقم 245 للجمعية الفلكية الأمريكية. وقُبل لننشر في مجلة Nature، وهو متاح على خادم ما قبل الطباعة arXiv.
اقرأ أيضا:
