من الصعب رؤية الثقوب السوداء مباشرة . لكن يمكن لعلماء الفلك أن يشعروا بوجودهم بالطريقة التي يتفاعلون بها مع بيئاتهم ، في القرن الماضي لم يظهر الفلكيون فقط أن الثقوب السوداء موجودة , ولكنهم وجدوا العشرات في مجرتنا.
ومع ذلك واستنادًا إلى عدد النجوم في مجرتنا يجب أن يكون هناك فعليًا عشرات الملايين ولكن المشكلة هي أن ما لم يكونوا بالقرب من نجم آخر سيكون صعب اكتشافهم ، يمكن للثقب الأسود أن يأخذ المواد من نجمه المرافق له وهذا يولد ضوءًا مميزًا للأشعة السينية في هذه العملية.
أقرب 10 ثقوب سوداء من الأرض
هناك 10 من أقرب الثقوب السوداء الموجودة قريبة من الأرض التي لايعرف عنها الفلكيون سوى القليل بسبب طبيعتها المخفية لذلك يتعلم العلماء باستمرار المزيد عن الثقوب السوداء و يمدوننا بخصائص الثقوب السوداء المعروفة وخاصة الكتلة حيث تجمع التلسكوبات المزيد من الأدلة.
A0620-00 أو V616 Monocerotis
تكشف ملاحظات النظام النجمي في كوكبة مونوسيروس ، التي يطلق عليها اسم A0620-00 ، عن جسمين يدوران حول بعضهما البعض. واحد منهم غير مرئي ، ولكن كتلته ست مرات أكثر من شمسنا. وهذا يقود الفلكيين إلى الاعتقاد بأن هذا النظام هو موطن لأقرب ثقب أسود للأرض.
- يطلق هذا الثقب الأسود أحيانًا انفجارات دراماتيكية لضوء الأشعة السينية. حدثت واحدة من تلك الانفجارات في عام 1917.
Cygnus X-1
- يأخذ مواد من النجم الأزرق
- 6000 سنة ضوئية للوصول إليه
- 14.8 كتلة شمسية
- يحتوي الثقب الأسود على أفق حدث يبلغ عرضه 185 ميلًا – حول طول نيو هامبشاير.
- النجم المرافق لـ Cygnus X-1 هو نجم متغير عملاق أزرق يدور كل 5.6 يومًا على مسافة هي خمس المسافة فقط بين الشمس والأرض.
V404 Cygni
في عام 2019 ، قالوا العلماء عن وجود تمايل في الطائرات العملاقة من الجسيمات التي أطلقها الثقب الأسود
V404 Cygni. يعتقدون أن التمايل يمكن أن يكون سببه الثقب الأسود الذي يشوّه الزمكان.
- على بعد 7800 سنة ضوئية
- 9 كتل شمسية
- مقترنًا بنجم K عملاق حجمه 70 في المائة مثل شمسنا ، ولكن قطره أكبر بست مرات.
GRO J0422 + 32
هذا الثقب الأسود لا تزال الحيرة موجودة في أنه من الممكن أن يكون أصغر ما تم اكتشافه على الإطلاق أو من الوارد أن يكون نجمًا نيوترونيًا .
- على بعد 7800 سنة ضوئية
- 3.66 إلى 5 كتل شمسية
- قريب لنجم تسلسل رئيسي من نوع M يسمى V518 Per
Cygnus X-3
لا يتم قياس كتلته بشكل جيد ، لذلك لا يتأكد العلماء مما إذا كان Cygnus X-3 يحمل في الواقع ثقبًا أسود أو نجمًا نيوترونيًا.
يقترن الجسم بنجم Wolf-Rayet وهو نجم ساطع بشكل لا يصدق مع توزيع غير عادي للعناصر ، خاصة على سطحه وهو أحد أكثر النجوم سطوعًا في المجرة. من المرجح أن يصبح النجم ثقبًا أسودًا قريبًا إلى حدٍ ما.
- 20,00 سنة ضوئية
- ما يقارب من 2 إلى 5 كتل شمسية
جرو J1655-40
يصطدم من نجم على قرص أحمر دوار هذا الثقب الأسود والنجم يسيران عبر المجرة بسرعة 250000 ميل في الساعة. للمقارنة ، الشمس تسير بسرعة 44،740 ميل في الساعة فقط.
- 11000 سنة ضوئية (وربما أقرب بكثير)
- 7 كتل شمسية
- مقترنًا بنجم متطور من النوع F ضخم مرتين عن شمسنا
- يدور الثقب الأسود 450 مرة في الثانية بسرعة كافية لالتفاف الفضاء حوله.
Sagittarius A
برج القوس A هو الثقب الأسود المركزي الضخم في درب التبانة. تمت ملاحظته لأول مرة في عام 1931 ، بفضل إشارة لاسلكية قادمة من وسط المجرة.
لكن من خلال مراقبة حركات النجوم القريبة على مدى عقود ، ومشاهدة كتل الغاز بالقرب من الجسم ، قرر الفلكيون منذ ذلك الحين أنه ثقب أسود فائق الكتلة. يعرفون الآن أن معظم المجرات الكبيرة تحتوي عليه أيضًا.
- 25،640 سنة ضوئية
- أكثر من 4 ملايين كتلة شمسية.
47 توك X9
موطن لعشرات الآلاف من النجوم ، هو ثاني ألمع هذه المجموعة من النجوم في سماء ليل الأرض. يعتقد الفلكيون أنه قد يكون أيضًا موطنًا لثقب أسود. لا يزال العلماء يناقشون ما إذا كان هناك بالفعل ثقب أسود في الكتلة الكروية 47 Tucanae.
تقدمت الدراسات الحديثة أدلة على الفكرة وعلى ضدها. ولكن إذا كان موجودًا ، فسيكون مثالًا نادرًا لثقب أسود في كتلة كروية . سيكون لها أيضًا أقرب مدار على الإطلاق بين ثقب أسود ونجم.
- 14800 سنة ضوئية
- كتلة غير معروفة
- يدور الثقب الأسود كل 28 دقيقة حول نجمه القزم الأبيض المرافق على مسافة 2.5 ضعف المسافة بين الأرض والقمر
XTE J1118 + 480
- 5000 إلى 11000 سنة ضوئية
- أكثر من 6 كتل شمسية
- يقترن بنجم يحتوي على 20 في المائة فقط من كتلة الشمس
- يشتبه في أنه تم تشكيله من قبل نجم غني بالمعادن.
GS2000 + 25
- على بعد 8،800 سنة ضوئية
- يحتوي على 7 كتل شمسية
- يقترن بنجم متأخر من نوع K مع 50 بالمائة من كتلة الشمس
- يدور زوج ثنائي كل 8.26 ساعات.[1]
تعريف الثقب الأسود
الثقب الأسود هو جسم كوني شديد الجاذبية لا يستطيع أي شيء ولا حتى الضوء الهروب منه ،يمكن تشكيل ثقب أسود بموت نجم ضخم ، عندما يكون مثل هذا النجم قد استنفذ الوقود النووية الحرارية الداخلية في نواة الحياة .
حساب هيكل الثقب الأسود
- يتم حساب تفاصيل هيكل الثقب الأسود من نظرية ألبرت أينشتاين العامة للنسبية , و التفرد يشكل مركز الثقب الأسود ومخفيًا من قبل كائن (سطح) ، وأفق الحدث .
- داخل أفق الحدث سرعة الهروب (أي السرعة المطلوبة لكي تهرب المادة من مجال الجاذبية للأجسام الكونية) تتجاوز سرعة الضوء ، بحيث لا يمكن حتى لأشعة الضوء أن تهرب إلى الفضاء.
- نصف قطر أفق الحدث يسمى نصف قطر شوارزشيلد ، عالم الفلك الألماني كارل شوارزشيلد ، الذي تنبأ في عام 1916 بوجود أجسام نجمية منهارة لا تنبعث منها أي إشعاع.
- يتناسب حجم نصف قطر Schwarzschild مع كتلة النجم المنهار.
- بالنسبة للثقب الأسود الذي تبلغ كتلته 10 أضعاف كتلة الشمس ، سيكون نصف القطر 30 كم (18.6 ميل).
- فقط النجوم الأكثر ضخامة تلك التي تضم أكثر من ثلاث كتل شمسية تصبح ثقوبًا سوداء في نهاية حياتها.
- تتطور النجوم التي تحتوي على كمية أقل من الكتلة إلى أجسام أقل ضغطًا ، إما الأقزام البيضاء أو النجوم النيوترونية.
لا يمكن ملاحظة الثقوب السوداء مباشرة بسبب صغر حجمها وحقيقة أنها لا تصدر أي ضوء. ومع ذلك ، يمكن ملاحظتها من خلال تأثيرات حقول الجاذبية الهائلة على المادة المجاورة. على سبيل المثال ، إذا كان الثقب الأسود عضوًا في نظام نجمي ثنائي ، فإن المادة التي تتدفق إليه من رفيقه تصبح ساخنة بشدة ثم تشع الأشعة السينية بكثرة قبل دخول أفق الحدث للثقب الأسود وتختفي إلى الأبد.
أحد النجوم المكونة لنظام الأشعة السينية الثنائي Cygnus X-1 هو ثقب أسود. تم اكتشافه في عام 1971 في كوكبة Cygnus ، يتكون هذا الثنائي من عملاق أزرق ورفيقه الغير مرئي 8.7 مرة كتلة الشمس التي تدور حول بعضها البعض في فترة 5.6 يومًا.[2]