تعتبر الثقوب السوداء واحدة من أكثر الظواهر إثارة للاهتمام في عالم الفضاء، بفضل قوتها الجاذبية الهائلة وكثافتها العالية. وقد أطلق على هذه الظواهر مصطلح “الثقوب السوداء” على يد العالم الأمريكي جون ويلر.
أين تقع الثقوب السوداء؟
عند تناول موضوع مواقع الثقوب السوداء، أظهرت الأبحاث وجود ثقب أسود عملاق:
- يتواجد هذا الثقب في مركز مجرتنا، والمعروف بتسمية “برج القوس A”.
- وقد وصف العلماء هذا الثقب بأنه كتلة مظلمة ضخمة تمتلك قوة جاذبية كبيرة تُؤثر على كافة الأجسام المحيطة بها.
- صعوبة دراسة هذه الثقوب بشكل مباشر تجعل الاعتماد على التفسيرات العلمية والتقديرات ذات الصلة بالأجهزة المحيطة بها أمرًا ضرورياً.
- لذا، تم استخدام محاكاة الحاسوب لإنشاء نماذج لعناصر درب التبانة ومراقبة سلوك النجوم، خاصة عندما تقترب من كتلتها المركزية.
يمكنك التعرف على المزيد هنا:
ما هي الثقوب السوداء؟
تعرف الثقوب السوداء بأنها أجسام تمتاز بجاذبية بالغة، مما يمنع الضوء من الهروب منها:
- تكمن قوتها الجاذبية في وجود مادة مضغوطة ضمن مساحة صغيرة.
- تحدث هذه الظاهرة عادةً عندما تمر النجوم بمرحلة الاحتضار، قريباً من نهاية حياتها.
- لا يمكن للبشر رؤيتها مباشرة، إذ تعد من الأجسام غير المرئية، مما يستدعي استخدام التلسكوبات الفضائية المجهزة بأدوات خاصة لرصدها.
- تُعتبر الثقوب السوداء من أكثر الأجسام غرابة ضمن عالم الفضاء، حيث توقع العالم ألبرت أينشتاين وجودها في عام 1916 من خلال نظرية النسبية.
- كما تم اكتشاف الثقب الأسود بشكل مادي للمرة الأولى في عام 1971، وتم التقاط أول صورة له في عام 2019.
أنواع الثقوب السوداء
بالإضافة إلى تحديد مواقع الثقوب السوداء، يجب الإشارة إلى أن هناك أربعة أنواع رئيسية من الثقوب السوداء، وهي كالتالي:
- الثقوب السوداء الفائقة الضخامة، التي تعتبر من أكبر الأنواع والتي يمكن أن تكون بحجم لا يمكن قياسه، وتوجد عادة في مراكز أكبر المجرات.
- الثقوب السوداء متوسطة الكتلة، وهي نوع يحتوي على كتل تتراوح بين 100 إلى 1,000,000 كتلة شمسية، رغم عدم إثبات أبعادها حتى الآن، توجد أدلة غير مباشرة تشير إلى وجودها من خلال مواقع النجوم.
- الثقوب السوداء النجمية، والتي تنتج بسبب انهيار النجوم الضخمة التي تتراوح كتلها بين 5 إلى 100 كتلة شمسية. يمكن ملاحظتها من خلال انفجارات أشعة جاما أو انفجارات النوفا.
- الثقوب السوداء الصغيرة أو الميكانيكية، التي تم تقديمها حديثًا في عام 1971 ووجدها الفيزيائي الفلكي الشهير ستيفن هوكينج.
يمكنك الاطلاع على المزيد هنا:
كيفية تكوّن الثقوب السوداء
تتحدد طريقة تكوين الثقوب السوداء بناءً على نوعها، وتختلف كالتالي:
- تتشكل الثقوب السوداء فائقة الضخامة نتيجة اندماج العديد من الثقوب السوداء الصغيرة، أو بسبب كمية الغاز المتراكمة في المنطقة لتشكل كتلة ضخمة، أو من انهيار كتل نجمية تتساقط بشكل متزامن، بالإضافة إلى تجمع المادة المظلمة.
- بينما توجد الثقوب السوداء متوسطة الكتلة نتيجة لتصادم النجوم في مجموعة ضمن تفاعل متسلسل، ما يؤدي لتشكل الثقب الأسود في مركز المجرة.
- أما الثقوب النجمية، فهي نتاج انهيار نجم كبير بسبب ضغط هائل، كما يمكن أن تظهر نتيجة انهيار نجوم صغيرة أخرى تمتلك كثافة عالية.
الأجزاء الرئيسية للثقوب السوداء
بجانب تحديد مواقع الثقوب السوداء، سنذكر أهم الأجزاء المرتبطة بها:
- أفق الحدث، وهو المنطقة المحيطة بالثقب الأسود التي تعطيه سماته الفريدة، حيث يُعتبر الحد الذي تعبر من خلاله المادة والإشعاعات الكهرومغناطيسية إلى داخل الثقب دون إمكانية العودة.
- مركز الثقب، أو “عين الثقب”، هو المنطقة التي تتمتع بانحناء مطلق بلا حدود.
- كرة الفوتون، وهي منطقة كروية حول الثقب تتواجد فيها الفوتونات بحركة عمودية، حيث تُحاصر الفوتونات في ممر بيضاوي يتناسب مع شكل الثقب الأسود.
- طبقة الإرغوسفير، وهي منطقة تحيط بأفق الحدث وتسمح لحركة الأجسام داخلها، والتي تُعرف أيضًا بسحب الإطار.
- المسار المداري، الذي يتيح دوران الجسيمات بشكل ثابت ضمن نطاقات مختلفة داخل النواة.
أقرب الثقوب السوداء إلى الأرض
إلى جانب تحديد مواقع الثقوب السوداء، نستعرض المواقع الأقرب لهذه الثقوب إلى كوكب الأرض:
- يبتعد ثقب V616 Monocerotis المعروف أيضًا بـ A0620-00 بحوالي 3500 سنة ضوئية.
- ويبتعد ثقب Cygnus X-1 المعروف باسم “ثقب الدجاجة” عن الأرض بنحو 6000 سنة ضوئية.
- كما أن ثقب V404 Cygni يقع على بُعد حوالي 7800 سنة ضوئية.
- بينما يقع ثقب GRO J0422+32 على بُعد تقريبًا 11000 سنة ضوئية.
- ويبتعد الثقب A* Sagittarius المعروف بـ “الثقب الرامي” بحوالي 25640 سنة ضوئية.
- ثقب 47 Tuc X9 يبتعد بمسافة تزيد عن 17800 سنة ضوئية.
- كذلك، ثقب XTE J1118+480 يتواجد على بُعد يتراوح ما بين 5000 و11000 سنة ضوئية.
- وأيضًا، ثقب GS2000+25 يبتعد عن الأرض بمسافة تصل إلى حوالي 8800 سنة ضوئية.
حقائق مذهلة عن الثقوب السوداء
اكتشف العلماء العديد من الحقائق المثيرة حول الثقوب السوداء، وهي كالتالي:
- تم اكتشاف الثقوب السوداء عبر التعقب بواسطة الأشعة السينية.
- تعمل هذه الثقوب على إبطاء الزمن.
- تنتشر الثقوب السوداء في جميع أرجاء مجرة درب التبانة.
- تعد الثقوب النجمية الأكثر شيوعًا حيث تصل كتلتها إلى نحو 20 ضعف كتلة الشمس.
- تعمل الثقوب السوداء على سحب الفراغ من حولها، مما يؤدي إلى زيادة عمقها كلما زاد حجمها.