يمرس : علم الفَلَك: المثلثات الكونية، وكُتَل الثقوب السوداء

أمن مأرب يحبط مخططاً حوثياً جديداً ويعرض غداً اعترافات لأفراد الخلية في رحلة البحث عن المياه.. وفاة طفل غرقا في إب مُحَمَّدَنا الغُماري .. قصيدة جديدة للشاعر المبدع "بسام شائع" الدفتيريا تغلق مدارس في محافظة شبوة الدفتيريا تغلق مدارس في محافظة شبوة أدميرال أمريكي: معركة البحر الأحمر كشفت هشاشة الدفاعات الأمريكية والإسرائيلية حكم قرقوش: لجنة حادثة العرقوب تعاقب المسافرين ومدن أبين وتُفلت الشركات المهملة تجربتي في ترجمة كتاب "فضاء لا يتسع لطائر" ل"أحمد سيف حاشد" وقفة مسلحة لأحفاد بلال في الجوف وفاءً للشهداء وإعلانا للجهوزية رئيس الوزراء بيدق في رقعة الشطرنج الأزمية إب.. مواطنون يشكون تضرر منازلهم من تفجيرات في جبل مجاور لقرية أثرية في السياني الرئيس الزُبيدي يُعزّي العميد الركن عبدالكريم الصولاني في وفاة ابن أخيه خطورة القرار الاممي الذي قامت الصين وروسيا باجهاضه امس الأمم المتحدة: إسرائيل شيدت جداراً يتخطى الحدود اللبنانية حلف الهضبة.. مشروع إسقاط حضرموت الساحل لصالح قوى خارجية(توثيق) إعلان الفائزين بجائزة السلطان قابوس للفنون والآداب اكتشاف 570 مستوطنة قديمة في شمال غرب الصين صنعاء: حركة تنقلات جديدة لاعضاء النيابة - اسماء سعر برميل النفط الكويتي يرتفع 1.20 دولار ليبلغ 56.53 دولار شبوة أرض الحضارات: الفراعنة من أصبعون.. وأهراماتهم في شرقها هيئة مكافحة الفساد تتسلم إقراري رئيس الهيئة العامة للاستثمار ومحافظ محافظة صنعاء اختتام بطولة 30 نوفمبر لالتقاط الأوتاد على كأس الشهيد الغماري بصنعاء بوادر تمرد في حضرموت على قرار الرئاسي بإغلاق ميناء الشحر أمن العاصمة عدن يلقي القبض على 5 متهمين بحوزتهم حشيش وحبوب مخدرة انتشال أكبر سفينة غارقة في حوض ميناء الإصطياد السمكي بعدن قوات دفاع شبوة تحتفل بتخريج اللواء الثامن وتُظهر جاهزية قتالية عالية دائرة التوجيه المعنوي تكرم أسر شهدائها وتنظم زيارات لأضرحة الشهداء يوم ترفيهي لأبناء وأسر الشهداء في البيضاء وسط فوضى عارمة.. مقتل عريس في إب بظروف غامضة لحج تحتضن البطولة الرابعة للحساب الذهني وتصفيات التأهل للبطولة العالمية السابعة قرار مجلس الأمن 2216... مرجعية لا تخدم الجنوب وتعرقل حقه في الاستقلال مجلس الأمن يؤكد التزامه بوحدة اليمن ويمدد العقوبات على الحوثيين ومهمة الخبراء خطر المهاجرين غير الشرعيين يتصاعد في شبوة وزارة الأوقاف تعلن عن تفعيل المنصة الالكترونية لخدمة الحجاج الأرصاد: أجواء باردة إلى شديدة البرودة على المرتفعات مدير مكتب الشباب والرياضة بتعز يطلع على سير مشروع تعشيب ملاعب نادي الصقر "الشعبية": العدو الصهيوني يستخدم الشتاء "سلاح إبادة" بغزة عمومية الجمعية اليمنية للإعلام الرياضي تناقش الإطار الاستراتيجي للبرامج وتمويل الأنشطة وخطط عام 2026 بيريز يقرر الرحيل عن ريال مدريد تنظيم دخول الجماهير لمباراة الشعلة ووحدة عدن فريق DR7 يُتوّج بطلاً ل Kings Cup MENA في نهائي مثير بموسم الرياض ضبط وكشف 293 جريمة سرقة و78 جريمة مجهولة معهد أسترالي: بسبب الحرب على اليمن.. جيل كامل لا يستطيع القراءة والكتابة مؤسسة الكهرباء تذبح الحديدة وديا: السعودية تهزم كوت ديفوار توخيل: نجوم انكلترا يضعون الفريق فوق الأسماء محافظ عدن يكرّم الأديب محمد ناصر شراء بدرع الوفاء والإبداع المقالح: من يحكم باسم الله لا يولي الشعب أي اعتبار الصين تعلن اكتشاف أكبر منجم ذهب في تاريخها نمو إنتاج المصانع ومبيعات التجزئة في الصين بأضعف وتيرة منذ أكثر من عام الإمام الشيخ محمد الغزالي: "الإسلام دين نظيف في أمه وسخة" الحديدة.. مليشيا الحوثي تقطع الكهرباء عن السكان وتطالبهم بدفع متأخرات 10 أعوام وداعاً للتسوس.. علماء يكتشفون طريقة لإعادة نمو مينا الأسنان عدن.. انقطاعات الكهرباء تتجاوز 15 ساعة وصهاريج الوقود محتجزة في أبين جراح مصري يدهش العالم بأول عملية من نوعها في تاريخ الطب الحديث اليونيسيف: إسرائيل تمنع وصول اللقاحات وحليب الأطفال الى غزة قيمة الجواسيس والعملاء وعقوبتهم في قوانين الأرض والسماء الشهادة .. بين التقديس الإنساني والمفهوم القرآني

شكرا على الإبلاغ!

سيتم حجب هذه الصورة تلقائيا عندما يتم الإبلاغ عنها من طرف عدة أشخاص.

علم الفَلَك: المثلثات الكونية، وكُتَل الثقوب السوداء

مارتن إلفيس نشر في يمني سبورت يوم 18 - 01 - 2015

تعتمد غالبية قياسات المسافات في علم الفَلَك على مقارنة سطوع المصدر الضوئي مع خرْج طاقة معروفة. كما أنّ سطوع أيّ جرمٍ في السماء يعتمد على كلّ من خرْج ضوئه الفعلي وبُعْده عن مراقب على الأرض، علمًا بأن لمعان الجرم الحقيقي والظاهري يسمحان بتحديد المسافة. واستخدام المستعرات الفائقة من النوع 1a للكشف عن تسارع توسُّع الكون يُعَدّ أفضل الأمثلة المعروفة من هذه المصادر، إلا أن أفضل طريقة لتقدير المسافات الفلكية هو استخدام الهندسة البسيطة، إذ يشرح لنا هونيج وزملاؤه1 هنا طريقة هندسية جديدة لقياس المسافات.
وإذا عرفنا طول قاعدة مثلث متساوي الضلعين، مع ضلعين طويلين (جدًّا) يمثلان البعد عن جرمٍ ما، فإننا نستطيع معرفة البعد بمعرفة زاوية واحدة. للأسف، هذه الحالة نادرة في علم الفلك. والمثال الوحيد الذي يُمكِننا استخدم القاعدة السابقة فيه هو اختلاف المنظر لنجم ما، حيث يكون قطر مدار الأرض قاعدة المثلث، والزاوية هي مقدار حركة النجم عى خلفية النجوم حين تتحرك الأرض من أحد طرفي مدارها حول الشمس إلى الطرف الآخر كل ستة أشهر (الشكل 1). النجم الذي يتحرك ثانيةً قوسية واحدة يبعد فرسخًا (بارسك) واحدًا. ومع أن القمر الصنعي جايا، التابع لوكالة الفضاء الأوروبية، أخذ بضبط اختلاف المنظر إلى مستوى جديد لدقة ميكرو ثانية قوسية، إلا أنه لا يمكن استخدام هذه الطريقة الهندسية في الأبعاد على أي شيء يبعد بما يكفي لتعقب التوسع الكوني.

الشكل 1 | المسافات الهندسية.
أ، يمكننا قياس المسافة إلى نجم (Dstar) من الأرض من خلال حل مثلث متساوي الضلعين، حيث إن قاعدة المثلث تتوافق مع ضعف المسافة بين الأرض والشمس، والزاوية بين ضلعيه (θ) هي الانزياح الزاوي للنجم على خلفية النجوم البعيدة (غير ظاهرة) إثر تحرّك الأرض من أحد طرفي مدارها إلى الآخر كل ستة أشهر. ب، يمكن إيجاد بُعْد كوازار أو نواة مَجَرَّة نشطة (Dquasar) إذا عَلِمنا الحجم الزاوي (θ) من منطقة كوازار ما باستخدام مقياس التداخل والحجم الخطي لها (Dregion)، بدءًا من زمن تحرّك الضوء من المنبع المركزي، وصولًا إلى المنطقة3. استخدم هونيج وزملاؤه1منطقة الغاز الحارّ المحيطة بالمنبع المركزي لنواة مَجَرّة نشطة مجاورة، الذي يصدر أشعة تحت الحمراء، لقياس المسافة إلى هذه النواة مع ارتياب قدره %13.5 تقريبًا.

أشباه النجوم (الكوازارات) وأشباهها من النوى المَجَرِّيَّة النشطة، هي أجرامٌ مدعومة بثقوب سوداء فائقة، تقوم بتراكم المادة باتجاهها بسرعات عالية. تحرر عملية التنامي هذه طاقةً حركية كافية على شكل إشعاع، وبعضها يسطع بشكل كافٍ لرؤيته عبر الكون، إلا أن الكوازارات والنوى المَجَرّية النشطة لن تكون آفاقها واعدة لتطبيق القياسات الهندسية للمسافات، لأن معظم الانبعاث من هذه المنابع يأتي من المنطقة المتراصة التي لا يمكننا فصلها مكانيًا.
تبين لهونيج وزملائه أنه ثمة طريقة للحصول على المسافة الهندسية لهذه الأجرام، وهي تتطلب عكس المثلث المستخدم في اختلاف المنظر، ووضع قاعدة المثلث في النوى المَجَرّية النشطة. تُعرف الأحجام في المناطق الداخلية للنوى المَجَرّية النشطة من خلال تقنية تُدعى رسم خرائط الصدى. المنبع المضيء المركزي في النوى المَجَرّية النشطة ضعيف، أكبر فقط بعشرات الأضعاف من أفق الحدث لثقب أسود فائق، وهي الحدود التي لا يمكن لأي إشعاع أن يهرب منها. هذا المصدر غير مستقر، ويتغير بسرعة كبيرة. تخيل ومضة ضوئية من هذا المنبع الصغير، وهي ترتحل بسرعة الضوء. وحين يحدث بعض التأخير، بسبب مواجهته لغاز أو غبار في جواره، فإن هذه المواد تضيء كرَدّ فِعْل، أو بعبارة أخرى "تردد الأصداء". وبإمكاننا قياس كَمْ يبعد المنبع عن المادة المضاءة من خلال ضرب التأخير الزمني في سرعة الضوء. تعطينا هذه المسافة طول قاعدة المثلث (الشكل 1؛ التفاصيل الفعلية لهذا الحساب معقدة2). وللحصول على الزاوية المطلوبة، التي تمثل الحجم الزاوي للمنطقة التي تضيء، اقترحتُ أنا ومارجريتا كاروفسكا3 استخدام مقاييس التداخل البصري للكشف عن صدى الضوء من السحب التي تتحرك بسرعة وتقع على مسافة من المنبع المركزي تقدَّر بمئات أضعاف حجم أفق الحدث، لكن هذه الطريقة أثبتت أنها خطوة بعيدة جدًّا عن مقاييس التداخل الموجودة، نظرًا إلى كون الأحجام الزاوية المعنية أصغر من أن تقاس بالنسبة لهم.
أدرك هونيج وزملاؤه أن الغبار الحار الموجود في النوى المَجَرّية النشطة، الذي يصدر أشعة تحت حمراء، قد توزّع على مجال مكاني أكبر من السحب التي تتحرك بسرعة بالنسبة لمقياس التداخل في كيك، على ماوناكيا، هاواي، بشكل يجعله قادرًا على قياس الأحجام الزاوية لمناطق الغبار الحار لأقرب نوى مَجَرّية نشطة بدِقَّة قدرها نصف ملِّي ثانية قوسية، وهي نتيجة أفضل بمئة مرة من التي تم الحصول عليها من التصوير بتليسكوب الفضاء هابل. اعتمد المؤلفون على نجاح مشروع ماجنوم الياباني لصدى الغبار لأطوال قواعد المثلثات4. لذا.. بالاستعانة بالأحجام الزاوية التي حددها كيك، والأطوال من ماجنوم، نجحوا في حل المثلث للحصول على بعد نواة مَجَرّية نشطة قريبة تدعى NGC 4151 التي تبين أنها 19.0 ( 2.4،-2.6) ميجافرسخ.
إنّ طريقة المؤلفين مباشرة، فهي تتجنب الخطوات التي تعزز الشكوك المعتادة الموجودة في قياسات المسافات التي تعتمد على منابع ذات اللمعان المعروف. هذه قيمة كبرى لاستخدام الهندسة، ورغم أنّ تفاصيلها معقدة، إلا أن ارتياب القياس فيها يصل إلى نحو %13.5، ويبدو أنه يمكن الاعتماد عليها، لأن الباحثين قاموا بعدة اختبارات لمدى قوتها (انظر البيانات الموسعة في البحث1).
هذه النتيجة جديرة بالاهتمام من وجهين. أولًا، أن النواة المَجَرّية النشطة NGC 4151 تحظى الآن بأفضل قياس لكتلة الثقب الأسود من رسم خرائط الصدى لها، وتم تقدير كتلة الثقب الأسود فيها من خلال حركيات الغاز المحيط والنجوم5. تشمل تقديرات كتل الثقوب السوداء من رسم خرائط الصدى عامل قياس يتحدد من خلال حساب الكتلة الحركية. وعليه، فإن مرتكزات NGC 4151 قائمة على صدى مقياس كتلة الثقب الأسود، الذي طبق على عشرات الآلاف من النوى المَجَرّية النشطة والكوازارات. تعتمد الكتلة الحركية للثقب الأسود على بُعد النواة المَجَرّية النشطة، ولذا.. فإن حساب البعد الدقيق يعطينا عامل قياس أكثر دقة. وتقدير هونيج وزملائه لبُعْد NGC 4151 يبين قيمة أكبر لهذا العامل، الأمر الذي تترتب عليه زيادة في معظم كتل الثقوب السوداء للكوازارات ونوى المجرات النشطة التي تم الحصول عليها باستخدام الصدى. سيُظْهِر توسيع هذا العمل المزيد من النوى المَجَرّية النشطة، بينما يتحسن قياس الغاز والحركات النجمية فيها، مقدار تغير هذا العامل من جرم إلى آخر، وهو مطلبٌ رئيس، إذا أردنا قياس كتل الثقوب السوداء الفائقة بشكل موثوق. وثانيًا، وربما الأكثر أهمية، تُعَد هذه النتيجة تجليًا دراميًّا لقوة الفصل الزاوي العالية في علم الفلك، إذْ يسعى علماء الفلك البصري والأشعة تحت الحمراء لتجميع أكبر مساحة من الضوء في الجيل القادم من التليسكوبات الأرضية العملاقة، التي تبلغ أقطار فتحاتها بين 25-39 مترًا. وسيتم تجهيز هذه التليسكوبات بأدوات بصرية تكيفية، بحيث تصحح أثر الضباب المتذبذب للغلاف الجوي، وسوف توفر صورًا أعلى بدقتها الزاوية من صور هابل، إلا أن الدقة ستبقى أقل بثلاث مرات من مقياس كيك المُغلَق حاليًا.
أثبت هونيج وزملاؤه أن بنية تلك الكوازارات والمسافات يمكن قياسها بواسطة مقياس التداخل، وهو ما يفتح آفاقًا لتوسيع حجم نواة المَجَرَّة النشطة وقياسات الأبعاد إلى أبكر الأزمنة الكونية، وبالتالي تمكننا من قياس الخصائص الكونية لمسافات أبعد من المستعرات. وثمة تصاميم جديدة وواعدة ذات حساسية كبيرة ومتزايدة6، فقد حققت مصفوفة تشارا فصلاً زاويًّا عاليًا، مقارنةً بكيك7. وبفضل هونيج وزملائه يمكننا الأخذ بعين الاعتبار ما إذا كان بعض مواردنا جدير بوضعه في بناء الجيل القادم من مقاييس التداخل الضوئية، أم لا.
References
1. Hönig, S. F., Watson, D., Kishimoto, M. & Hjorth, J. Nature 515, 528–530 (2014).
2. Peterson, B. M. & Bentz, M. C. in Black Holes (eds Livio, M. & Koekemoer, A. M.) 100–111(Cambridge Univ. Press, 2011).
3. Elvis, M. & Karovska, M. Astrophys. J. 581, L67–L70 (2002).
4. Suganuma, M. et al. Astrophys. J. 639, 46–63 (2006).
5. Onken, C. A. et al. Astrophys. J. 791, 37 (2014).
6. Buscher, D. F., Creech-Eakman, M., Farris, A., Haniff, C. A. & Young, J. S. J. Astron. Instrum. 2,1340001 (2013).
7. Pedretti, E., Monnier, J. D., ten Brummelaar, T. & Thureau, N. D. New Astron. Rev. 53, 353–362

انقر هنا لقراءة الخبر من مصدره.