كشفت دراسة جديدة أن الثقب الأسود الهائل الذي يبعد 7200 سنة ضوئية عن الأرض، أكبر بنسبة 50٪ مما كان متوقعا في الأصل.
وأطلق عليه اسم Cygnus-X-1، وكان أول ثقب أسود أكده علماء الفلك، بعد اكتشافه لأول مرة في عام 1964 عندما تم إرسال عدّادي Geiger إلى الفضاء على صاروخ.
وبفضل مجموعة من التقنيات الجديدة والتلسكوبات الأكثر تقدما، بما في ذلك مصفوفة خط الأساس الطويل جدا بحجم القارة، تمكن علماء الفلك من تحديد أن الظاهرة النجمية تبلغ 21 ضعفا من كتلة الشمس.
ويقول علماء الفلك من جامعة كيرتن في أستراليا، إن هذا هو الرقم القياسي لثقب أسود تمت ملاحظته بشكل مباشر نتيجة سقوط المادة فيه.
ووجدت القياسات الجديدة أيضا أنه كان بعيدا عن الأرض بنسبة 20٪، مما اعتُقد سابقا – بناء على النتائج الأصلية لعام 1964.
وتأتي مصفوفة خط الأساس الطويل جدا، التي استُخدمت لإجراء القياسات الجديدة، عبارة عن تلسكوب لاسلكي بحجم القارة يتكون من 10 أطباق موزعة بالتساوي في جميع أنحاء الولايات المتحدة وأقاليمها – من جزر فيرجن الأمريكية إلى نيو هامبشاير.
ويسمح هذا التوزيع الواسع للأطباق لعلماء الفلك بالتخلص من حركة الأرض حول الشمس لقياس مسافة الأشياء البعيدة.
وقال المعد الرئيسي للبروفيسور جيمس ميلر جونز، من جامعة كيرتن، إن عرض الجسم نفسه من مواقع مختلفة يسمح لعلماء الفلك بحساب المسافة عن طريق قياس المسافة التي يتحرك بها الجسم بالنسبة إلى الخلفية.
وعلى مدار ستة أيام، لاحظ الباحثون مدارا كاملا للثقب الأسود، واستخدموا الملاحظات المأخوذة من النظام نفسه باستخدام مجموعة التلسكوب نفسها في عام 2011.
وتُظهر هذه الطريقة وقياساتنا الجديدة أن النظام أبعد مما كان يُعتقد سابقا، مع وجود ثقب أسود أكبر بكثير.
وعلاوة على ذلك، اكتشف الباحثون أن نجمه العملاق الأزرق المرافق له أكبر بـ22 مرة من الشمس، وكتلة أكبر بـ 41 مرة من نجمنا المضيف.
ويدور كل من الثقب الأسود والنجم الشريك العملاق حول بعضهما البعض كل خمسة أيام ونصف اليوم.
ومن أجل وجود مثل هذا الثقب الأسود الهائل، يجب أن يكون النجم الذي تشكل منه فقد كتلة أقل من المتوقع خلال حياته.
وتم التعرف على ثقوب سوداء أكبر بعيدا عن الأرض، ولكن فقط عن طريق موجات الجاذبية – تموجات غير مرئية ولكنها سريعة بشكل لا يصدق في الفضاء.
واكتُشف Cygnus-X-1 في عام 1964 عندما حُمل زوج من عدادات Geiger على متن صاروخ شبه مداري أطلق من نيو مكسيكو.
وقال البروفيسور إيليا ماندل، المعد المشارك من جامعة موناش في ملبورن، إن الثقب الأسود ضخم جدا لدرجة أنه يتحدى في الواقع الطريقة التي اعتقد علماء الفلك أنه تشكل.
وأضاف: “النجوم تفقد كتلتها في البيئة المحيطة بها من خلال الرياح النجمية التي تهب بعيدا عن سطحها. ولكن لجعل ثقب أسود بهذا الثقل، نحتاج إلى تقليل كمية الكتلة التي تفقدها النجوم الساطعة خلال حياتها”.
وبدأ الثقب الأسود في نظام Cygnus X-1 حياته كنجم تبلغ كتلته حوالي 60 ضعفا من كتلة الشمس، وانهار منذ عشرات الآلاف من السنين.
وبشكل لا يصدق، إنه يدور حول نجمه المرافق – عملاق خارق – كل خمسة أيام ونصف على بعد خمس المسافة بين الأرض والشمس.
وتخبرنا هذه الملاحظات الجديدة أن الثقب الأسود يزيد عن 20 ضعفا من كتلة شمسنا – بزيادة قدرها 50% عن التقديرات السابقة.
وقال الباحثون إن الدراسة المنشورة في مجلة Science، تلقي ضوءا جديدا على حياة وموت أكبر النجوم في الكون.
وفي العام المقبل، سيبدأ بناء أكبر تلسكوب لاسلكي في العالم – مصفوفة الكيلومتر المربع (SKA) – في أستراليا وجنوب إفريقيا.
