حل لغز إنتاج الثقوب السوداء للأشعة السينية

تكاتف علماء الفيزياء الفلكية من جامعة "جونز هوبكنز" الأميركية، بالتعاون مع وكالة ناسا الفضائية ومعهد روشستر للتكنولوجيا في دراسة جديدة لسد الفجوة بين النظرية والملاحظة، وإثبات أن الغاز الذي يدور حول الثقب أسود يؤدي لا محالة لانبعاثات في الأشعة السينية، وهو اللغز الذي حير علماء الفلك منذ عقود.


وأفادت الدراسة أن الغاز يتطاير بصورة لولبية باتجاه الثقب الأسود، من خلال تشكيل ما يسمى ب "القرص المزود"- نوع من الأقراص النجمية الدوارة - وهي عبارة عن حزام من الغاز والغبار الكوني يكون حول الثقب الأسود ويدور حوله بفعل الجاذبية، وجاءت تسميته من إمداد نجمه بالمادة بشكل مستمر، ما يساعد النجم على زيادة كتلته- الذي ترتفع درجة حرارته ما يقارب 10 ملايين درجة مئوية، في حين تكون درجة حرارة الجسم الرئيسي للقرص أكثر سخونة من الشمس بنحو ألفي مرة، ليُصدر طاقة منخفضة أو ما يسمى بأشعة سينية "خفيفة".

ومع ذلك، كشفت الملاحظات عن وجود أشعة سينية "قوية" تنتج مستويات طاقة أعلى تصل لأكثر من 100 مرة.

ولتحليل النتائج، وظف العلماء مزيجا من عمليات المحاكاة والحسابات التقليدية.

واستنادا إلى 40 عاما من التقدم النظري، أظهر الفريق للمرة الأولى أن انبعاث الضوء ذي الطاقة العالية ليس ممكنا فحسب، وإنما هو نتيجة حتمية لجر الغاز إلى الثقب الأسود.


ولحل المعادلات السابقة، تمكن الفريق من الوصول إلى "رانجر"، وهو نظام الحوسبة الفائقة في مركز تكساس للإحصاء المتقدم الواقع في جامعة تكساس بأوستن.

وعمل النظام على مدار 27 يوما، ولأكثر من 600 ساعة، ليظهر أن ارتفاع درجة حرارة الغاز المتدفق وسرعته وكثافته يعمل على تضخيم المجالات المغناطيسية المنسلة من القرص، بشكل كبير، مما يضع تأثيرا إضافياً على الغاز.

والنتيجة هي أشعة هائجة تدور حول الثقب الأسود بسرعة تقترب من سرعة الضوء.