باستخدام تلسكوب IBIS على متن القمر الصناعي INTEGRAL التابع لوكالة الفضاء الأوروبية ، أبلغ الباحثون عن أول قياسات للاستقطاب من نظام ثنائي للثقب الأسود ، والذي يتكون من ثقب أسود ونجم عادي يدور حول مركز مشترك للكتلة.
تكشف الملاحظات الجديدة أن المنطقة الفوضوية مترابطة بمجالات مغناطيسية ، وتمثل أول مرة يتم فيها تحديد المجالات المغناطيسية بالقرب من الثقب الأسود. والأهم من ذلك ، يُظهر Integral أنها حقول مغناطيسية شديدة التنظيم تشكل نفقًا هروبًا للمادة الساخنة التي قد تنغمس في الثقب الأسود في غضون مللي ثانية.
فيليب لوران باحث بمعهد البحث في القوانين الأساسية للكون (IRFU) ، من CEA في فرنسا. وهو المؤلف الرئيسي على الورقة ، التي تظهر اليوم فيScience Express.
اكتشف لوران وزملاؤه فوتونات أشعة غاما مستقطبة قادمة من Cygnus X-1 (19ح 58م 21.6756س + 35 ° 12 ′ 05.775 ″) ، نظام ثنائي معروف للأشعة السينية للثقب الأسود في كوكبة Cygnus. يقترحون أن الانبعاثات المستقطبة تنبع من نفاثة من الجسيمات النسبية بالقرب من الثقب الأسود.
يشير الرسم البياني أعلاه إلى نتائج الفريق: "في حين يبدو أن الفوتونات منخفضة الطاقة ليست مستقطبة (الخط الداخلي على اليسار هو مجرد مسطح) ، فإن الطاقة الأعلى مستقطبة بقوة (يبدو الخط الداخلي في اليمين خطيبيًا ) ، وبالتالي يجب أن تكون ذات صلة بالطائرة "، كتب لوران في بريد إلكتروني.
يكشف المؤلفون عن مزيد من التفاصيل من خلال الورقة: "تكشف النمذجة الطيفية للبيانات عن آليتين للانبعاثات: تتوافق بيانات 250-400 كيلو فولت مع الانبعاثات التي يهيمن عليها انتثار كومبتون على الإلكترونات الحرارية وهي مستقطبة بشكل ضعيف". "المكون الطيفي الثاني الذي يظهر في نطاق 400keV-2MeV مستقطب بقوة ، وكشف أن انبعاثات MeV ربما تكون مرتبطة بالطائرة التي تم اكتشافها لأول مرة في النطاق الراديوي."
يشير دليلهم إلى أن المجال المغناطيسي للثقب الأسود قوي بما فيه الكفاية لتمزيق جزيئات من قبضة الجاذبية في الثقب الأسود وإخراجها إلى الخارج ، مما يخلق نفاثات من المادة التي تطلق في الفضاء ، وفقًا لبيان صحفي لوكالة الفضاء الأوروبية. يتم سحب الجسيمات في الطائرات إلى مسارات حلزونية لأنها تتسلق المجال المغناطيسي إلى الحرية وهذا يؤثر على خاصية ضوء أشعة غاما المعروفة باسم الاستقطاب.
أشعة جاما ، مثل الضوء العادي ، هي نوع من الموجة ، ويعرف اتجاه الموجة باسم استقطابها. عندما يدور الجسيم السريع في المجال المغناطيسي ، فإنه ينتج نوعًا من الضوء ، يُعرف باسم انبعاث السنكروترون ، والذي يعرض نمطًا مميزًا للاستقطاب. هذا هو الاستقطاب الذي وجده الفريق في أشعة غاما. لقد كانت ملاحظة صعبة.
يقول لوران: "كان علينا أن نستخدم تقريبًا كل ملاحظة قامت بها Integral على الإطلاق من Cygnus X-1 لإجراء هذا الكشف".
تم تجميع هذه الملاحظات المتكررة للثقب الأسود على مدى سبع سنوات ، ويبلغ إجماليها الآن أكثر من خمسة ملايين ثانية من وقت المشاهدة ، وهو ما يعادل التقاط صورة واحدة مع وقت تعرض لأكثر من شهرين. أضافهم فريق لوران معًا لإنشاء مثل هذا العرض.
ما زلنا لا نعرف بالضبط كيف تتحول المادة المريبة إلى الطائرات. هناك جدل كبير بين النظريين. يقول لوران إن هذه الملاحظات ستساعدهم على اتخاذ القرار.
وقد شوهدت النفاثات حول الثقوب السوداء من قبل بواسطة المقاريب الراديوية ، لكن مثل هذه الملاحظات لا تستطيع رؤية الثقب الأسود بتفاصيل كافية لمعرفة بالضبط مدى قرب الثقب الأسود الذي تنبع منه الطائرات. وهذا يجعل هذه الملاحظات الجديدة لا تقدر بثمن. يمكن لقياسات الاستقطاب هذه أن توفر رؤى مباشرة لطبيعة العديد من العمليات الفيزيائية الفلكية ويقول الباحثون إن اكتشافهم في المستقبل يمكن أن يزيد فهمنا لآليات الانبعاث لـ Cygnus X-1 ، وهو نموذج لثنائيات الثقب الأسود الأخرى في كون.
مصدر: علم. تظهر الورقة اليوم في Science Express موقع الكتروني.
