11:12 م
الإثنين 25 أغسطس 2025
وكالات
تمكنت فرق علم الفلك حول العالم من تحقيق إنجاز غير مسبوق منذ نشر تلسكوب أفق الحدث (EHT) أول صورة للثقب الأسود عام 2019، وذلك باستخدام تقنية قياس التداخل الأساسي الطويل جدًا (VLBI) التي تجمع إشارات من أجهزة متعددة لتكوين صورة كاملة للجسم.
وقد كان الثقب الأسود المصور هو فائق الكتلة في مركز مجرة M87، التي تبعد 55 مليون سنة ضوئية عن الأرض، وتلاه تصوير النفثات النسبية الصادرة عن مجرتين أخريين، بالإضافة إلى الثقب الأسود فائق الكتلة في مركز مجرة درب التبانة المعروف باسم “الرامي أ”.
في إطار مشروع EHT، يستخدم العلماء محاكاة الحواسيب العملاقة لتعزيز فهم البيئة المحيطة بأفق الحدث، حيث يقود الباحث أندرو تشيل وفريقه في جامعة برينستون عمليات محاكاة للثقب الأسود في مجرة M87 باستخدام الحاسوبين العملاقين Stampede2 وStampede3 بمركز تكساس للحوسبة المتقدمة (TACC).
وتظهر هذه المحاكاة كيف يصدر الضوء من الإلكترونات الساخنة خلف “ظل” الثقب الأسود، وهو ما يتيح للعلماء دراسة تفاعلات البلازما عالية الطاقة والمجالات المغناطيسية والجاذبية القوية التي تتحكم في تكوين النفثات النسبية.
تشمل عمليات المحاكاة 11 نموذجًا من المغناطيسية الهيدروديناميكية النسبية العامة (GRMHDs)، والتي تحاكي ديناميكيات السوائل لتفسير سلوك البلازما بالقرب من الثقب الأسود، مع متابعة كيفية تفاعلها مع خطوط الجاذبية والمجال المغناطيسي.
وبين تشيل أن هذه النماذج المتقدمة تسمح بفصل تأثيرات الإلكترونات والبروتونات المشحونة كهربائيًا، بدلاً من التعامل معها ككيان واحد، وهو ما يكشف أن درجة حرارة الإلكترونات حول M87 أعلى بكثير مما كان يُعتقد سابقًا، مع كون البروتونات أكثر سخونة بنحو 100 مرة، وهو عامل أساسي لتفسير سطوع الصورة وخصائصها.
وأوضحت المحاكاة أن حجم وبنية “ظل” الثقب الأسود فائق الكتلة ثابتة نسبيا، لكن ألمع بقعة على حلقة الفوتون تتغير مع مرور الوقت بسبب العمليات الفوضوية للبلازما الديناميكية قرب أفق الحدث، ما يوضح التغيرات الطفيفة التي تطرأ على مظهر الثقب الأسود.
وأشار تشيل إلى أن هذه المحاكاة تمنح ثقة أكبر للعلماء في فهم العلاقة المعقدة بين البلازما والمجالات المغناطيسية والجاذبية القوية، وتتيح استخدام هذه النماذج لتتبع تطور الثقوب السوداء على مدى الزمن، بما في ذلك إنتاج أفلام تفاعلية لثقب M87.
نُشرت نتائج هذه الدراسات في موقع Universe Today، مؤكدة الدور الحيوي لمحاكاة الحوسبة الفائقة في كشف أسرار بيئات الثقوب السوداء المعقدة، وهي أداة لا غنى عنها لدراسة أكثر الظواهر الكونية غرابة.
