اكتشاف أضخم ثقب أسود على الإطلاق

رسم تخطيطي يوضح عدسة الجاذبية للثقب المكتشف (ناسا- وكالة الفضاء الأوروبية)

ذكر تقرير صحافي أن ثقباً أسود عميقاً في الكون، يبعد نحو 5 مليارات سنة ضوئية، قد يكون أضخم ثقب أسود اكتُشف على الإطلاق.

وتحتوي مجرة أطلق عليها اسم «SDSS J1148+1930» على عملاق هائل، تبلغ كتلته نحو 36.3 مليار ضعف كتلة شمسنا، وفقاً لقياسات جديدة. وهذا يجعل كتلة الثقب الأسود قريبة جداً من الحد الأقصى العملي. وللتوضيح، تبلغ كتلة الثقب الأسود المركزي في مجرة درب التبانة 4.3 مليون كتلة شمسية.

ويعد هذا الثقب الأسود المكتشف حديثًا ينتمي إلى فئة الأشياء فائقة الكتلة.

ويقول عالم الفيزياء الفلكية توماس كوليت، من جامعة بورتسموث بالمملكة المتحدة: «يُعتبر هذا الثقب من بين أضخم عشرة ثقوب سوداء اكتُشفت على الإطلاق، وربما يكون أضخمها على الإطلاق».

ويضيف، وفق ما أفاد موقع «ساينس آلرت»: «معظم قياسات كتلة الثقوب السوداء الأخرى غير مباشرة وتنطوي على شكوك كبيرة، لذلك لا نعرف على وجه اليقين أيّها الأكبر. ومع ذلك، أصبح لدينا يقين أكبر بكثير بشأن كتلة هذا الثقب الأسود بفضل طريقتنا الجديدة».

يُعتقد أن الثقوب السوداء فائقة الكتلة التي تزيد كتلتها على مليون كتلة شمسية تقريباً، تكمن في قلب كل مجرة كاملة الحجم، وهي مركز الجاذبية الذي يدور حوله كل شيء آخر في المجرة.

نظرياً، لا يوجد حد لحجم الثقب الأسود الذي يمكن أن ينمو. أما عملياً، فتشير قيود أخرى -مثل معدل النمو- إلى أن أقصى كتلة يمكن أن يصل إليها الثقب الأسود خلال عمر الكون الحالي البالغ 13.8 مليار سنة، تبلغ نحو 50 مليار كتلة شمسية.

والطريقة الوحيدة لاختبار هذه الحدود العليا هي اكتشاف الثقوب السوداء المعنية. وهذا يقود إلى سمة آسرة في سماء الأرض تُعرف باسم «حدوة الحصان الكونية». وهي عبارة عن مسحة ضوئية على شكل حدوة حصان تدور حول بقعة متوهجة مركزية، نتيجة محاذاة كونية نادرة تُسمى عدسة الجاذبية.

ويفيد الموقع بأننا نتعلم كثيراً عن النجوم والمجرات البعيدة المكبرة بهذه الطريقة، ولكن في هذه الحالة، هي البقعة الأمامية التي اكتشف فيها فريق من علماء الفلك بقيادة كارلوس ميلو-كارنيرو من الجامعة الفيدرالية في ريو غراندي دو سول في البرازيل ثقبهم الأسود المذهل. ويقول ميلو-كارنيرو: «جاء هذا الاكتشاف لثقب أسود خامد؛ ثقب لا تتراكم فيه المادة بنشاط وقت الرصد... واعتمد اكتشافه بشكل كامل على جاذبيته الهائلة وتأثيرها على محيطه».

في النظام العدسي، يكشف مدى تأثير العدسة عن قوة مجال الجاذبية المرتبطة بكتلة الجسم الأمامي. وبما أن كتل الثقوب السوداء الهائلة تتناسب طردياً مع كتل مجراتها، فهذه إحدى طرق حساب كتلة ثقب أسود في مركز مجرة.

من الأدوات الأخرى لتحديد كتلة الثقوب السوداء الساكنة، علم الحركة النجمية؛ وهو علم حركة النجوم والمواد الأخرى. على سبيل المثال: أكدت عمليات الرصد طويلة المدى للمدارات حول مركز مجرة درب التبانة وجود الثقب الأسود فيها، ووفرت قياساً لكتلته.

اكتُشفت حدوة الحصان الكونية عام 2007. وقد أتاحت الملاحظات التي أُجريت على فترات متقطعة منذ ذلك الحين للباحثين تحديد الحركات المؤثرة في مركز المجرة. وبدمجها مع تحليل القوس الشعاعي للمجرة الأبعد، قدمت النتائج ما وصفه الباحثون بأنه قياس دقيق للغاية.

رُصدت ثقوب سوداء أثقل، ولكن القياسات ربما تكون أقل دقة. يُعدّ ثقب أسود باسم «TON-618» مثالاً شهيراً. كان يُعتقد في البداية أن كتلته تبلغ نحو 66 مليار كتلة شمسية؛ ومع ذلك، خُفِّض هذا الرقم في عام 2019 إلى نحو 40 مليار كتلة شمسية، بناءً على حركية المجرات.