الجمعة 3 يونيو 2016 - 22:30
الثقب الاسود
.
الثقب الاسود
الثقب الاسود هو شفاطة كونية للغيار الكيانات الكونية، بفضل جاذبيتهم الهائلة. حتى الضوء لايستطيع تحاشي قوة جاذبيتهم الهائلة والانعكاس عنهم وبالتالي فالضوء الاسود بذاته غير مرئي. الغاز الذي ينجذب البهم من المدارات المجاورة هو الذي يكشف عن وجودهم، إذ ان ذلك يؤدي الى تغيير بطول الاشعة الرونتيجنية مما يسمح للعلماء بقياس التحولات.
الثقب الاسود يتشكل عند تستهلك الشموس طاقتها لتصبح سوبرنوفا. إذا قوة الجاذبية كانت كبيرة بما يكفي عند انفجار السوبر نوفا، ينضغط مركز الشمس وتتصاعد كثافة الجسم الكوني لمستويات كبيرة. في هذه الحالة يتقلص حجم الشمس ويتقلص ليصبح بحجم النقطة.
من عادة العلماء البحث عن الثقوب السوداء في الانظمة المؤلفة من شمسين متوائمتين، منن حيث احدى الشموس تصبح تحوم حول شمس اخرى التي هي في الحقيقة ثقب اسود. ولكن العلماء يرون ايضا ان الثقب الاسود يوجد ايضا في مراكز مجرات نشيطة.
Hubble يؤكد وجود الثقوب السوداء
التلسكوب الفضائي استطاع الحصول على تأكيد مباشر وموثق عن وجود الثقوب السوداء، وذلك عندما اجرى قياس اشعاعات الرونتغين (الاشعة تحت الحمراء) الصادرة عن عن نجمة حارة ومزدوجة معروفة تحت رمز Cygnus X-1. القياسات كشفت كيف ان الغازات التي تقترب من الثقب الاسود تجبر على تغيير مسارها مطلقة اشعة مُميزة بذلك.
النجمة تتحرك بشكل لايمكن تفسيره إلا بكونها تقع تحت تأثير قوة جاذبية هائلة تلاحقها عن قرب. الثقب لايمكن رؤيته، ولكن الباحثين يستطيعون قياس الاشعة التي يطلقها ومن حولها يحيط اسطوانة غازية كثيفة. الثقب الاسود بجاذبيته الهائلة يستطيع إنتزاع الغازات من النجوم القريبة. الغاز لايدخل مباشرة الى الثقب بل يبدأ بالدوران حوله مشكلا حلزون غازي، وهذا ماقام التليسكوب الفضائي بتأكيده وتوثيقه.
عند خروج الغاز عن مساره الاصلي تحت تأثير جاذبية الثقب الاسود يطلق اشعة الرونتغين. مع اقترابه من الثقب الاسود تقل الاشعة المطلقة عنه . قياس الاختلاف بين نسبة الاشعاعات وتغييرها هو الذي تمكن التلسكوب من القيام به والوصول الى النتائج الموثقة.
ثقب اسود يحافظ على النظام في اللانظام:
من المثير ان باحثيي معهد Massachusetts (MIT) التكنولوجي في الولايات المتحدة الامريكية راقبوا احد الثقوب السوداء لفترة طويلة ليهظر انه مستقر للغاية الامر الذي اثار إلتباسهم.
الجسم الفضائي المسمى GROJ1655-40 ، تم اكتشافه عام 1996، والى عام 2005 تم مراقبته لمدة 550 ساعة. لايوجد اي ثقب اسود حصل على الاهتمام نفسه. المراقبة اعطت نتائج مثيرة.
من حيث ان الغاز موجود دائما حول الثقب الاسود ومن حيث ان الغاز يأتي من المدارات القريبة الى الثقب الاسود مطلقة الاشعة الرونتغينية بكميات مختلفة ارتباطا مع حركتها وتغييرها لمسارها، يخلق ذلك فرصة لملاحظة التغيير ودراسته. الاشعة الرونتغينية تتغير موجاتها طبيعيا من يوم الى اخر، بسبب ان الثقب الاسود فوضوي، غير ان موجات GROJ1655-40 حافظت على مستوى موجاتها خلال التسعة سنوات من المراقبة، الامر الذي يدهش الباحثين ويحيرهم. هذا الثقب الاسود يتصرف بالعكس عن بقية الثقوب المعروفة، إنه يحافظ على النظام عوضا عن خلق الفوضى.
اينشتاين كان على حق:
احد الباحثين قال في مرة من المرات ان الكون ليس فقط غريبا بل انه اغرب مما نتصور. هذه المقولة تؤكد الان من جيديد من مجموعة علماء فلك امريكيين. لقد اثبتوا ان مايسمى الثقب الاسود يجبر الزمن والمكان على الدوران حول نفسه.
الثقوب السود عبارة عن نجوم منهارة البنيان الداخلي، لتصبح عالية الكثافة الى درجة انه حتى الضوء لايستطيع تجاوز قوة جاذبيتها الهائلة. الثقب يقوم بشفط محتويات الكون المحيط الواقعة تحت تأثير جاذبيته، بما فيها الغيوم الهائلة من الغازات. هذه الغيوم رآها العلماء وهي تتحرك بشكل لايمكن تفسيره إلا من خلال ان الكون نفسه يتحرك حول الثقب الاسود.
بفضل قوة جاذبية الثقب الاسود الهائلة يتحرك الغاز بأسرع من 100 000 كيلومتر بالثانية. الغاز ترتفع حرارته العديد من مليارات الدرجات وبالنتيجة يصبح اشعة ماتحت الحمراء (رونتغين) . بمساعدة احدى الاقمار الصناعية لمنظمة ناسا الفضائية استطاع الفلكيين متابعة مسار حركة الاشعة ماتحت الحمراء وبالتالي متابعة الغاز ايضا. بالضبط كما كان متوقع تم شفطهم من قبل الثقب الاسود حيث ذهبوا اليه بحركة لولبية كما يحدث للماء الذي يشفط من البلوعة. قوة الاشعاع لم تكن ثابتة وانما متغيرة. من خلال حساب تردد الزمن بين التغييرات الاشعاعية ، استطاع العلماء الاثبات من انه ليس الغاز فقط الذي يدور وانما الكون نفسه ايضا.
اينشتاين تكهن بذلك منذ 80 عاما، عندما اشار الى كوكب ذو جاذبية هائلة يمكنه ان يجبر الكون نفسه على الدوران. العلماء الان بأنتظار نتائج المركبة الفضائية Gravity Probe B التي يخطط لها ان تجري قياسات تأثير جاذبية الارض على الكون. الموضوع لن يكون سهل، بسبب ان كثافة الارض ليس كبيرا وبالتالي فأن جاذبيتها ضعيفة للغاية ومن الصعب رصد تأثيراته.
هوبيل يكتشف رحم الكواكب
التلسكوب الكوني هوبيل التقط صورة رائعة تعكس على الاغلب عملية تشكل حديثة للكواكب. هذه الظاهرة التي تبدو لنا على شكل عين حمراء هائلة تبعد عنا حوالي 25 مليون سنة ضوئية في منطقة احدى اقوى النجوم المسماة Fomalhaut. مانراه كعين حمراء هو في حقيقة الامر صفيحة من الغبار الكوني والذي يبلغ من العمر فقط 200 مليون سنة وهو في وضع زاوية بحيث انه من نقطة نظر
هوبيل يظهر لنا على شكل بيضوي
عدم وجود النجم في المركز تماما يشير الى انه واقع تحت تأثير قوى الجاذبية من كواكب تدور حوله في هذه الصفيحة الحمراء وتجذب اليها بإستمرار الغبار الكوني ليصبح جزء من جسمها. حتى فترة قريبة كان يعتقد ان الثقوب السوداء تجذب اليها الكواكب والنجوم الاخرى وتبتلعهم، غير ان معلومات جديدة وضعت العلماء امام معضلة صعبة التفسير.
من الثقب الاسود تولد النجوم
الفلكيين العاملين في جامعة ليسيستر الانكليزية بالتعاون مع فلكيي معهد بلانك لفيزياء الفلك الالماني وجدوا ثقب اسود في مركز مجرة التبانة تولد منه النجوم عوضا عن ان تبتلع، هذا الاكتشاف تم بفضل القمر الاصطناعي Chandra.
حول هذا الثقب الاسود توجد مجموعة من النجوم لاتبعد عن الثقب إلا سنة ضوئية واحدة. النجوم لايجب ان يلدوا بهذا القرب من الثقب الاسود، ولذلك افترض العلماء في السابق ان هذه النجوم قد ولدت في منطقة تبعد 100 سنة ضوئية ثم انجذبت الى الثقب الاسود.
غير ان هذه الفرضية تجلب معها مشكلة يعب توضيحها. من اجل ان تتمكن هذه النجوم من القيام برحلة مقدارها 100 سنة ضوئية يجب ان تكون هذه المجموعة تتضمن اعداد كبيرة من الاجسام الكونية وتحتوي على مئات الالاف من مايسمى النجوم الخفيفة. وبالنظر الى عدم وجود نجوم خفيفة بين اعضاء المجموعة وبالتالي لايمكن ان تكون قد جاءت من مسافات بعيدة. علماء ناسا يعتقدون انها نشأت من الغاز والغبار الذي يحيط بالثقب الاسود نفسه.
النجوم تهرب من الثقب الاسود
في بداية عام 2006 اكتشف الفلكي Warren Brown نجمين يبتعدون عن مجرتنا بسرعة خارقة تصل الى مليونين كيلومتر في الساعة. عملية الهرب بدأت منذ 100 مليون سنة وهم الان بعيدين عن مركز المجرة بحوالي 240/180 الف سنة ضوئية.
الاول من هذه النجوم الهاربة اكتشف قبل ثلاث سنوات مضت. منذ ذلك الحيناكتشف الفلكيين ثمانية نجوم اخرى، واطلق عليهم الرموز HVS1 to HVS9. وبالرغم من ان القياسات لازالت غير دقيقة إلا انها تشير الى ان ثمانية من هذه النجوم على الاقل انطلقت من مركز المجرة وان قذفهم من هناك جرى قبل مابين 30-160 مليون سنة . النجمة الاخيرة المكتشفة منهم يظهر انها جاءت من مجموعة ماجيلانسك وهي مجرة مرتبطة بمايسمى درب الشتاء او مجرة التبانة.
على خلفية هذه الملاحظات يتوقع العلماء وجود مايعادل الف نجمة في حالة هروب من مجرتنا. من الصعب على النجوم مغادرة مجال جاذبية المجرة الهائل، وحتى تتمكن نجمة من ترك مدارها قرب مركز المجرة تحتاج الى سرعة تصل الى 700 كيلومتر في الثانية ومثل هذه السعة لاتملكها عادة النجوم.
من المثير ان العالم Jack Hills كان يبحث ومنذ عام 1988 في إمكانية إنقذاف النجوم من مركز المجرة، وبالتحديد مالذي سيجري إذا اقتربت نجوم تعرف بالتوائم او النجوم المزدوجة الى القرب من الثقب الاسود؟
الحسابات اشارت الى ان كل من النجمتين ستواجهان مصيرا مختلفا عن الاخر. الاولى ستبتلع في الثقب الاسود في حين سترسل الاخرى بسرعة هائلة تصل الى 4000 كيلومتر في الثانية في الإتجاه المعاكس. هذه السرعة ستنخفض فيما بعد بسبب قوة جاذبية المجرة. حسب حسابات هيلس فأن هذه الحوادث نادرة للغاية وتحدث مرة واحدة كل 100 الف سنة.
نظرية جديدة تشير الى ان ظهور النجوم الهاربة يمكن ان يحدث بفضل الثقوب السوداء الصغيرة وليس بالضرورة الثقب الاسود المركزي للمجرة فقط. وبإعتبار ان الثقوب السوداء الاخرى اصغر من الثقب المركزي بعشرة مرات، لايستطيعون قذف النجوم بالسرعة القصوى وانما فقط بسرعة تصل الى 2000 كيلومتر في الثانية. ولكن هذه السرعة اكثر من كافية لاخراج النجم من المجرة تماما.
المادة المظلمة
يتوقع العلماء الان ان يستطيعوا استخدام النجوم الهاربة لرصد المادة المظلمة. الجزء الاكبر من مكونات مجرتنا تتألف من المادة المظلمة ومن المفروض انها تحيط بالمجرة كالكرة. من خلال ملاحقة خط سير النجوم الهاربة يمكن قياس كثافة وشكل توزع هذه المادة.
ضع تعليقك :///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
.
الثقب الاسود
الثقب الاسود هو شفاطة كونية للغيار الكيانات الكونية، بفضل جاذبيتهم الهائلة. حتى الضوء لايستطيع تحاشي قوة جاذبيتهم الهائلة والانعكاس عنهم وبالتالي فالضوء الاسود بذاته غير مرئي. الغاز الذي ينجذب البهم من المدارات المجاورة هو الذي يكشف عن وجودهم، إذ ان ذلك يؤدي الى تغيير بطول الاشعة الرونتيجنية مما يسمح للعلماء بقياس التحولات.
الثقب الاسود يتشكل عند تستهلك الشموس طاقتها لتصبح سوبرنوفا. إذا قوة الجاذبية كانت كبيرة بما يكفي عند انفجار السوبر نوفا، ينضغط مركز الشمس وتتصاعد كثافة الجسم الكوني لمستويات كبيرة. في هذه الحالة يتقلص حجم الشمس ويتقلص ليصبح بحجم النقطة.
من عادة العلماء البحث عن الثقوب السوداء في الانظمة المؤلفة من شمسين متوائمتين، منن حيث احدى الشموس تصبح تحوم حول شمس اخرى التي هي في الحقيقة ثقب اسود. ولكن العلماء يرون ايضا ان الثقب الاسود يوجد ايضا في مراكز مجرات نشيطة.
Hubble يؤكد وجود الثقوب السوداء
التلسكوب الفضائي استطاع الحصول على تأكيد مباشر وموثق عن وجود الثقوب السوداء، وذلك عندما اجرى قياس اشعاعات الرونتغين (الاشعة تحت الحمراء) الصادرة عن عن نجمة حارة ومزدوجة معروفة تحت رمز Cygnus X-1. القياسات كشفت كيف ان الغازات التي تقترب من الثقب الاسود تجبر على تغيير مسارها مطلقة اشعة مُميزة بذلك.
النجمة تتحرك بشكل لايمكن تفسيره إلا بكونها تقع تحت تأثير قوة جاذبية هائلة تلاحقها عن قرب. الثقب لايمكن رؤيته، ولكن الباحثين يستطيعون قياس الاشعة التي يطلقها ومن حولها يحيط اسطوانة غازية كثيفة. الثقب الاسود بجاذبيته الهائلة يستطيع إنتزاع الغازات من النجوم القريبة. الغاز لايدخل مباشرة الى الثقب بل يبدأ بالدوران حوله مشكلا حلزون غازي، وهذا ماقام التليسكوب الفضائي بتأكيده وتوثيقه.
عند خروج الغاز عن مساره الاصلي تحت تأثير جاذبية الثقب الاسود يطلق اشعة الرونتغين. مع اقترابه من الثقب الاسود تقل الاشعة المطلقة عنه . قياس الاختلاف بين نسبة الاشعاعات وتغييرها هو الذي تمكن التلسكوب من القيام به والوصول الى النتائج الموثقة.
ثقب اسود يحافظ على النظام في اللانظام:
من المثير ان باحثيي معهد Massachusetts (MIT) التكنولوجي في الولايات المتحدة الامريكية راقبوا احد الثقوب السوداء لفترة طويلة ليهظر انه مستقر للغاية الامر الذي اثار إلتباسهم.
الجسم الفضائي المسمى GROJ1655-40 ، تم اكتشافه عام 1996، والى عام 2005 تم مراقبته لمدة 550 ساعة. لايوجد اي ثقب اسود حصل على الاهتمام نفسه. المراقبة اعطت نتائج مثيرة.
من حيث ان الغاز موجود دائما حول الثقب الاسود ومن حيث ان الغاز يأتي من المدارات القريبة الى الثقب الاسود مطلقة الاشعة الرونتغينية بكميات مختلفة ارتباطا مع حركتها وتغييرها لمسارها، يخلق ذلك فرصة لملاحظة التغيير ودراسته. الاشعة الرونتغينية تتغير موجاتها طبيعيا من يوم الى اخر، بسبب ان الثقب الاسود فوضوي، غير ان موجات GROJ1655-40 حافظت على مستوى موجاتها خلال التسعة سنوات من المراقبة، الامر الذي يدهش الباحثين ويحيرهم. هذا الثقب الاسود يتصرف بالعكس عن بقية الثقوب المعروفة، إنه يحافظ على النظام عوضا عن خلق الفوضى.
اينشتاين كان على حق:
احد الباحثين قال في مرة من المرات ان الكون ليس فقط غريبا بل انه اغرب مما نتصور. هذه المقولة تؤكد الان من جيديد من مجموعة علماء فلك امريكيين. لقد اثبتوا ان مايسمى الثقب الاسود يجبر الزمن والمكان على الدوران حول نفسه.
الثقوب السود عبارة عن نجوم منهارة البنيان الداخلي، لتصبح عالية الكثافة الى درجة انه حتى الضوء لايستطيع تجاوز قوة جاذبيتها الهائلة. الثقب يقوم بشفط محتويات الكون المحيط الواقعة تحت تأثير جاذبيته، بما فيها الغيوم الهائلة من الغازات. هذه الغيوم رآها العلماء وهي تتحرك بشكل لايمكن تفسيره إلا من خلال ان الكون نفسه يتحرك حول الثقب الاسود.
بفضل قوة جاذبية الثقب الاسود الهائلة يتحرك الغاز بأسرع من 100 000 كيلومتر بالثانية. الغاز ترتفع حرارته العديد من مليارات الدرجات وبالنتيجة يصبح اشعة ماتحت الحمراء (رونتغين) . بمساعدة احدى الاقمار الصناعية لمنظمة ناسا الفضائية استطاع الفلكيين متابعة مسار حركة الاشعة ماتحت الحمراء وبالتالي متابعة الغاز ايضا. بالضبط كما كان متوقع تم شفطهم من قبل الثقب الاسود حيث ذهبوا اليه بحركة لولبية كما يحدث للماء الذي يشفط من البلوعة. قوة الاشعاع لم تكن ثابتة وانما متغيرة. من خلال حساب تردد الزمن بين التغييرات الاشعاعية ، استطاع العلماء الاثبات من انه ليس الغاز فقط الذي يدور وانما الكون نفسه ايضا.
اينشتاين تكهن بذلك منذ 80 عاما، عندما اشار الى كوكب ذو جاذبية هائلة يمكنه ان يجبر الكون نفسه على الدوران. العلماء الان بأنتظار نتائج المركبة الفضائية Gravity Probe B التي يخطط لها ان تجري قياسات تأثير جاذبية الارض على الكون. الموضوع لن يكون سهل، بسبب ان كثافة الارض ليس كبيرا وبالتالي فأن جاذبيتها ضعيفة للغاية ومن الصعب رصد تأثيراته.
هوبيل يكتشف رحم الكواكب
التلسكوب الكوني هوبيل التقط صورة رائعة تعكس على الاغلب عملية تشكل حديثة للكواكب. هذه الظاهرة التي تبدو لنا على شكل عين حمراء هائلة تبعد عنا حوالي 25 مليون سنة ضوئية في منطقة احدى اقوى النجوم المسماة Fomalhaut. مانراه كعين حمراء هو في حقيقة الامر صفيحة من الغبار الكوني والذي يبلغ من العمر فقط 200 مليون سنة وهو في وضع زاوية بحيث انه من نقطة نظر
هوبيل يظهر لنا على شكل بيضوي
عدم وجود النجم في المركز تماما يشير الى انه واقع تحت تأثير قوى الجاذبية من كواكب تدور حوله في هذه الصفيحة الحمراء وتجذب اليها بإستمرار الغبار الكوني ليصبح جزء من جسمها. حتى فترة قريبة كان يعتقد ان الثقوب السوداء تجذب اليها الكواكب والنجوم الاخرى وتبتلعهم، غير ان معلومات جديدة وضعت العلماء امام معضلة صعبة التفسير.
من الثقب الاسود تولد النجوم
الفلكيين العاملين في جامعة ليسيستر الانكليزية بالتعاون مع فلكيي معهد بلانك لفيزياء الفلك الالماني وجدوا ثقب اسود في مركز مجرة التبانة تولد منه النجوم عوضا عن ان تبتلع، هذا الاكتشاف تم بفضل القمر الاصطناعي Chandra.
حول هذا الثقب الاسود توجد مجموعة من النجوم لاتبعد عن الثقب إلا سنة ضوئية واحدة. النجوم لايجب ان يلدوا بهذا القرب من الثقب الاسود، ولذلك افترض العلماء في السابق ان هذه النجوم قد ولدت في منطقة تبعد 100 سنة ضوئية ثم انجذبت الى الثقب الاسود.
غير ان هذه الفرضية تجلب معها مشكلة يعب توضيحها. من اجل ان تتمكن هذه النجوم من القيام برحلة مقدارها 100 سنة ضوئية يجب ان تكون هذه المجموعة تتضمن اعداد كبيرة من الاجسام الكونية وتحتوي على مئات الالاف من مايسمى النجوم الخفيفة. وبالنظر الى عدم وجود نجوم خفيفة بين اعضاء المجموعة وبالتالي لايمكن ان تكون قد جاءت من مسافات بعيدة. علماء ناسا يعتقدون انها نشأت من الغاز والغبار الذي يحيط بالثقب الاسود نفسه.
النجوم تهرب من الثقب الاسود
في بداية عام 2006 اكتشف الفلكي Warren Brown نجمين يبتعدون عن مجرتنا بسرعة خارقة تصل الى مليونين كيلومتر في الساعة. عملية الهرب بدأت منذ 100 مليون سنة وهم الان بعيدين عن مركز المجرة بحوالي 240/180 الف سنة ضوئية.
الاول من هذه النجوم الهاربة اكتشف قبل ثلاث سنوات مضت. منذ ذلك الحيناكتشف الفلكيين ثمانية نجوم اخرى، واطلق عليهم الرموز HVS1 to HVS9. وبالرغم من ان القياسات لازالت غير دقيقة إلا انها تشير الى ان ثمانية من هذه النجوم على الاقل انطلقت من مركز المجرة وان قذفهم من هناك جرى قبل مابين 30-160 مليون سنة . النجمة الاخيرة المكتشفة منهم يظهر انها جاءت من مجموعة ماجيلانسك وهي مجرة مرتبطة بمايسمى درب الشتاء او مجرة التبانة.
على خلفية هذه الملاحظات يتوقع العلماء وجود مايعادل الف نجمة في حالة هروب من مجرتنا. من الصعب على النجوم مغادرة مجال جاذبية المجرة الهائل، وحتى تتمكن نجمة من ترك مدارها قرب مركز المجرة تحتاج الى سرعة تصل الى 700 كيلومتر في الثانية ومثل هذه السعة لاتملكها عادة النجوم.
من المثير ان العالم Jack Hills كان يبحث ومنذ عام 1988 في إمكانية إنقذاف النجوم من مركز المجرة، وبالتحديد مالذي سيجري إذا اقتربت نجوم تعرف بالتوائم او النجوم المزدوجة الى القرب من الثقب الاسود؟
الحسابات اشارت الى ان كل من النجمتين ستواجهان مصيرا مختلفا عن الاخر. الاولى ستبتلع في الثقب الاسود في حين سترسل الاخرى بسرعة هائلة تصل الى 4000 كيلومتر في الثانية في الإتجاه المعاكس. هذه السرعة ستنخفض فيما بعد بسبب قوة جاذبية المجرة. حسب حسابات هيلس فأن هذه الحوادث نادرة للغاية وتحدث مرة واحدة كل 100 الف سنة.
نظرية جديدة تشير الى ان ظهور النجوم الهاربة يمكن ان يحدث بفضل الثقوب السوداء الصغيرة وليس بالضرورة الثقب الاسود المركزي للمجرة فقط. وبإعتبار ان الثقوب السوداء الاخرى اصغر من الثقب المركزي بعشرة مرات، لايستطيعون قذف النجوم بالسرعة القصوى وانما فقط بسرعة تصل الى 2000 كيلومتر في الثانية. ولكن هذه السرعة اكثر من كافية لاخراج النجم من المجرة تماما.
المادة المظلمة
يتوقع العلماء الان ان يستطيعوا استخدام النجوم الهاربة لرصد المادة المظلمة. الجزء الاكبر من مكونات مجرتنا تتألف من المادة المظلمة ومن المفروض انها تحيط بالمجرة كالكرة. من خلال ملاحقة خط سير النجوم الهاربة يمكن قياس كثافة وشكل توزع هذه المادة.
ضع تعليقك :///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
