سيكون هومر سيمبسون حزينًا: فقد أظهرت الملاحظات الأخيرة للنظام الثنائي للثقب الأسود ونجمه المرافق تراجع قرص التنامي على شكل دونات حول الثقب الأسود. شوهد هذا "الدونات" المتقلص في ملاحظات النظام الثنائي GX 339-4 ، وهو نظام يتألف من نجم مشابه في كتلة الشمس ، وثقب أسود من عشر كتل شمسية.
بينما يتغذى الثقب الأسود على الغاز المتدفق من النجم المداري ، فإن التغيير في تدفق الغاز ينتج حجمًا مختلفًا في قرص المادة الذي يتراكم حول الثقب الأسود في شكل حيد. وللمرة الأولى ، تم قياس التغييرات في حجم هذا القرص ، مما يوضح مدى صغر حجم الكعكة.
تقع GX-339-4 على بعد 26000 سنة ضوئية في كوكبة Ara. كل 1.7 يومًا في النظام ، يدور نجم حول الثقب الأسود الأكثر ضخامة. يُظهر هذا النظام ، وما شابه ذلك ، توهجات دورية لنشاط الأشعة السينية عندما يتم تسخين الغاز الذي يسرق من النجم بواسطة الثقب الأسود في قرص التنامي الذي يتراكم حول الثقب الأسود. على مدى السنوات السبع الماضية ، شهد النظام أربع انفجارات نشطة في السنوات السبع الماضية ، مما يجعله ثقبًا أسودًا / نظامًا نجميًا ثنائيًا.
تشكل المادة التي تسقط في الحفرة نفاثات من الفوتونات والغاز عالي الطاقة ، أحدها موجه في اتجاه الأرض. هذه هي الطائرات التي لاحظها فريق من علماء الفلك الدوليين باستخدام مرصد Suzaku بالأشعة السينية ، الذي يتم تشغيله بشكل مشترك من قبل وكالة استكشاف الفضاء اليابانية ووكالة ناسا ، والقمر الصناعي NASA's Timing Explorer. ونشرت نتائج ملاحظاتهم في عدد 10 ديسمبر رسائل مجلة الفيزياء الفلكية.
على الرغم من أن النظام كان خافتًا عندما أخذوا قياساتهم باستخدام التلسكوبات ، إلا أنه كان ينتج طائرات ثابتة من الأشعة السينية. كان الفريق يبحث عن توقيع خطوط طيفية بالأشعة السينية الناتجة عن تألق ذرات الحديد في القرص. تعمل الجاذبية القوية للثقب الأسود على تغيير طاقة الأشعة السينية التي ينتجها الحديد ، تاركةً خطًا طيفيًا مميزًا. من خلال قياس هذه الخطوط الطيفية ، تمكنوا من تحديد حجم القرص المتقلص بثقة عالية إلى حد ما.
إليك كيفية حدوث التقلص: الجزء من القرص الأقرب إلى الثقب الأسود يكون أكثر كثافة عندما يكون هناك المزيد من الغاز المتدفق من النجم المصاحب له. ولكن عندما يتم تقليل هذا التدفق ، يسخن الجزء الداخلي من القرص ويتبخر. خلال الفترات الأكثر سطوعًا من إخراج الثقب الأسود ، تم حساب القرص ليكون على بعد حوالي 30 كم (20 ميلًا) من أفق حدث الثقب الأسود ، بينما خلال فترات الإضاءة المنخفضة يتراجع القرص إلى أكثر من 27 مرة أخرى ، أو إلى 1000 كم (600 ميل) من حافة الثقب الأسود.
هذا له تأثير مهم في دراسة كيف تشكل الثقوب السوداء طائراتهم. على الرغم من تبخر قرص التنامي بالقرب من الثقب الأسود ، إلا أن هذه النفاثات لا تزال في إخراج ثابت.
قال جون تومسيك ، من مختبر علوم الفضاء بجامعة كاليفورنيا ، بيركلي في بيان صحفي لوكالة ناسا ، "هذا لا يخبرنا كيف تتشكل الطائرات ، ولكنه يخبرنا أنه يمكن إطلاق الطائرات حتى عندما يكون التراكم عالي الكثافة تدفق بعيد عن الثقب الأسود. وهذا يعني أن تدفق التراكم منخفض الكثافة هو العنصر الأكثر أهمية لتكوين طائرة ثابتة في نظام الثقب الأسود ".
اقرأ نسخة ما قبل الطباعة من خطاب الفرق. إذا كنت تريد المزيد من المعلومات حول كيف يمكن للأشعة السينية من الأقراص حول الثقوب السوداء أن تساعد في تحديد شكلها وتدورها ، فراجع مقالة من مجلة الفضاء من عام 2003 ، يمكن أن تساعد Iron في تحديد ما إذا كانت الثقب الأسود تدور.
المصدر: بيان صحفي لوكالة ناسا / سوزاكو
