باحثون يكشفون سر التوهجات الغامضة حول الثقب الأسود
تاريخ النشر: 25th, April 2024 GMT
يعتقد العلماء أن المنطقة المحيطة مباشرة بالثقب الأسود مضطربة، وتحتوي على غاز ممغنط ساخن يلتف حول الثقب الأسود بسرعات ودرجات حرارة هائلة. وتُظهر الأرصاد الفلكية أنه داخل هذا القرص تحدث توهجات غامضة عدة مرات في اليوم، وتضيء مؤقتا ثم تتلاشى.
ففي دراسة جديدة نشرت يوم 22 أبريل/ نيسان الماضي بمجلة "نيتشر أسترونومي"، استخدم الباحثون بيانات التلسكوب وتقنية الرؤية الحاسوبية المعتمِدة على الذكاء الاصطناعي لاستعادة أول فيديو ثلاثي الأبعاد يُظهر الشكل الذي يمكن أن تبدو عليه هذه التوهجات حول الثقب الأسود الهائل الموجود في قلب مجرتنا درب التبانة.
تشير عمليات المحاكاة الحاسوبية العملاقة إلى أن المادة التي تدور حول الثقب الأسود -في بنية تعرف باسم القرص التراكمي- يمكن أن تندلع بشكل دوري في حدث نشط يسمى "التوهج"، ويمكن رؤيته بالأشعة السينية والأشعة تحت الحمراء والضوء الراديوي. ومع ذلك فإن إعادة بناء البنية ثلاثية الأبعاد لهذه التوهجات من البيانات المرصودة يمثل تحديا.
وفي الدراسة اقترح الباحثون تقنية تصوير جديدة تشبه الطريقة المستخدمة في التصوير المقطعي الطبي والمعروفة أيضا باسم الأشعة المقطعية، والتي يطلقون عليها اسم "التصوير المقطعي الاستقطابي المداري"، واستخدم الباحثون ملاحظات من مصفوفة "أتاكاما" المليمترية الكبيرة "إيه إل إم إيه" لدراسة المظهر ثلاثي الأبعاد للتوهج عند الأطوال الموجية الراديوية، وفقا للبيان الصحفي المنشور عن الدراسة على موقع يوريك آلارت.
وعلى الرغم من صعوبة إعادة بناء صورة ثلاثية الأبعاد من مجموعة البيانات هذه بسبب المسافة والتفاصيل الدقيقة للتغيرات في السطوع، فإن الباحثين استخدموا تقنية حسابية جديدة تعتمد على الشبكة العصبية، والتي كانت مقيدة بالفيزياء المتوقعة للثقوب السوداء وعمليات الإشعاع الكهرومغناطيسي.
وتُظهر الصورة الناتجة أن التوهج نشأ على الأرجح من نقطتين مضيئتين على القرص التراكمي، والذي يوجد تقريبا وجها لوجه مع الأرض. وتدور البقع في اتجاه عقارب الساعة حول الثقب الأسود في نصف قطر مداري يبلغ نصف المسافة بين الأرض والشمس (نحو 75 مليون كيلومتر). ويشبه هيكل التوهج عمليات المحاكاة الحاسوبية السابقة، مما يؤكد صحة فهمنا العام للبيئات القاسية المحيطة بالثقوب السوداء.
(شاهد: فيديو قصير ثلاثي الأبعاد يوضح محيط الثقب الأسود من كل الجوانب)
توهج ثلاثي الأبعاد
ويتميز هيكل التوهج ثلاثي الأبعاد بميزتين ساطعتين ومدمجتين تقعان على بعد نحو 75 مليون كيلومتر (أو نصف المسافة بين الأرض والشمس) من مركز الثقب الأسود، ويستند إلى البيانات التي جمعتها مصفوفة أتاكاما المليمترية الكبيرة "إيه إم إل إيه" في تشيلي على مدى 100 دقيقة مباشرة بعد الثوران الذي شوهد في بيانات الأشعة السينية في 11 أبريل/ نيسان 2017.
تقول الباحثة المشرفة على الدراسة "كاتي بومان" الأستاذة المساعدة في علوم الحوسبة والرياضيات والهندسة الكهربائية وعلم الفلك في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا، في حديث مع "الجزيرة نت": إن معرفة الهيكل ثلاثي الأبعاد للتوهج تطلّب تطوير نسخة محدثة من طريقة عمل هذا التوهج حول الثقب الأسود.
وتضيف: "في هذه التقنية يجري تمثيل كل بنية توهّج محتملة كحجم مستمر باستخدام الشبكة العصبية، مما يسمح للفريق بإحراز تقدم حسابي في البنية الأولية ثلاثية الأبعاد للنقطة الساخنة مع مرور الوقت أثناء دورانها حول الثقب الأسود لإنشاء منحنى ضوئي كامل. وبعد ذلك يمكننا التوصل إلى أفضل بنية أولية ثلاثية الأبعاد، والتي تطابق -عند التقدم بمرور الوقت وفقا لفيزياء الثقب الأسود- ملاحظات مصفوفة أتاكاما".
وأسفرت نتيجة عمل الفريق عن إنتاج مقطع فيديو يُظهر الحركة في اتجاه عقارب الساعة لمنطقتين مشرقتين مدمجتين ترسمان مسارا حول الثقب الأسود. وتعلق بومان على هذه النتيجة بالقول: "هذا أمر مثير للغاية. لم يكن من الضروري أن يخرج بهذه الطريقة. من الممكن أن يكون هناك سطوع عشوائي منتشر في جميع الأنحاء. وحقيقة أن هذا يشبه إلى حد كبير التوهجات التي تنبأت بها المحاكاة الحاسوبية للثقوب السوداء هو أمر مثير للغاية".
المصدر: الجزيرة
كلمات دلالية: ترجمات حريات فضاء حول الثقب الأسود ثلاثیة الأبعاد ثلاثی الأبعاد
إقرأ أيضاً:
علماء يكشفون علاقة التثاؤب بمرض الصرع الخفي
في بعض الحالات، يتثاءب الناس في كثير من الأحيان ولفترة طويلة جدا ويبدأون في التساؤل عما يعنيه ولماذا يمكن أن يحدث التثاؤب.
وفي معظم الأحيان، وفقا للعلماء، يشير التثاؤب إلى وجود القليل جدا من الأكسجين في الغرفة، ويحاول الدماغ استعادته ويشعر الشخص بالحاجة إلى فتح فمه والحصول على الهواء.
ويمكن أن تكون أيضا ظاهرة معدية وعندما يرى شخص ما شخصا آخر يتثاؤب، يعتقد دماغه أن هذه علامة على عدم وجود ما يكفي من الأكسجين في الغرفة، لذلك يريد الشخص أيضا التثاؤب.
وأيضا، يمكن أن يرتبط التثاب بالملل أو النعاس ومع ذلك، إذا تكرر ذلك، ولكن لا يوجد أي من هذه الأسباب، فهو مدعاة للقلق، لأنه قد يشير إلى أن الشخص قد يكون مصابا بالصرع الخفي، بالإضافة إلى أمراض الدماغ الأخرى التي تسبب له التفاعل بشكل غير صحيح وتتطلب أكسجينا إضافيا.
وكانت هناك حالات حدثت فيها حالة مماثلة في المرضى الذين يعانون من نوبة تقترب وأيضا، تشير الدوافع المفرطة إلى تطور التصلب أو مرض باركنسون لم يتم بعد إثبات العلاقة بين هذا المرض والتظائب بهذه الدقة، ولكنها موجودة.
ويلاحظ العلماء أنه في حالة الهدوء، يتم تنظيم درجة حرارة العضو أيضا عند التثائب، لذلك يمكن أن يكون هذا أيضا علامة على انتهاكات في التنظيم الحراري للجسم. خلال العملية، تبدأ نبضات الجسم في ثني جدران الجيوب الأنفية الموجودة في غشاء الدماغ، مما يساعده على التهدئة، إذا لم تكن هناك حاجة حقيقية لذلك، فقد يشير التثاؤب إلى إخفاقات.
ويشير العلماء إلى أنه من المهم مراقبة صحتك باستمرار واستشارة الطبيب إذا كنت تتثاءب في كثير من الأحيان دون أعراض.
استشهاد أربعة فلسطينيين بقصف للاحتلال الإسرائيلي وسط وجنوب قطاع غزة