تصدر نسبة صغيرة من الثقوب السوداء المعروفة لدى العلماء إشارات أشعة سينية تشبه "نبضات القلب" البشرية وقد تساعد الأبحاث الجديدة في تفسير هذه تلك الظاهرة.

 

ويعرف عن الثقوب السوداء أنها ليست كائنات حية، ولكنها تظهر "نبضات" مثل القلب، وذلك إذا استهلكت كميات ضخمة من الغاز، وقد كشفت دراسة حديثة كيف يعمل هذا "القلب".

 

عندما تكون الثقوب السوداء جزءًا من نظام ثنائي، حيث تشارك مدارها مع نجم آخر، يمكنها جذب الغاز من النجم المرافق، هذا الغاز يُضغط ويسخن إلى درجات حرارة مرتفعة للغاية، مما ينتج عنه انبعاث كميات كبيرة من إشعاع الأشعة السينية.

 

بفضل هذه الظاهرة، تمكن علماء الفلك لأول مرة من تحديد الثقوب السوداء، مثل حالة Cygnus X-1، أحد ألمع مصادر الأشعة السينية في سماءنا.

 

وتدوم تلك الفوضى لآلاف أو حتى ملايين السنين، قد يحدث أحيانًا انفجار هائل، وهو وميض مفاجئ للأشعة السينية نتيجة استهلاك كميات ضخمة من المادة بسرعة.

 

درس علماء الفلك العديد من هذه الانفجارات، وكشفت الملاحظات عن سلوك غريب بجانب الوميض الأساسي، هناك تباين منتظم، وأطلق علماء الفلك على هذه الظاهرة اسم "توهجات ضربات القلب"، وهي تشبه النبضة القلبية في تخطيط القلب البشري، بارتفاع بطيء وانخفاض سريع ثم العودة إلى الوضع الطبيعي.

 

قام فريق من علماء الفلك في مختبر الفيزياء الفلكية للأكاديمية الصينية للعلوم في بكين بتحليل أحدث نبضات القلب، ووصفوا الآلية التي قد تؤدي إلى حدوثها في ورقة بحثية تم نشرها على قاعدة بيانات arXiv، وأُرسلت للنشر في مجلة The Astrophysical Journal.

 

واعتمد العلماء على دراسة الثقب الأسود IGR J17091-3624، والذي يقع على بُعد 28,000 سنة ضوئية من الأرض، وباستخدام بيانات الأشعة السينية من مرصد NICER وتلسكوب NuSTAR عام 2022.

 

اكتشف الفريق دليلاً واضحًا على إشارة تشبه ضربات القلب في هذا المصدر، من خلال دراسة خصائص هذه النبضات، استنتجوا أن هذه الظاهرة تعود إلى التفاعلات وعدم الاستقرار في المادة المحيطة بالثقب الأسود.

 

عندما تسقط المادة في الثقب الأسود، لا تتعرض للضغط فقط، بل تشكل قرصًا رقيقًا يدور بسرعة، الحافة الداخلية لهذا القرص تتجه نحو أفق الحدث للثقب الأسود، بينما يتوهج بقية القرص بإشعاع الأشعة السينية، هذا الوضع يخلق حالة غير مستقرة حيث يتنافس الإشعاع مع جاذبية الثقب الأسود.

 

لإنتاج نبضة قلب، يتفكك القرص بشكل مؤقت، ما يفقده تماسكه ويؤدي إلى إرسال كمية كبيرة من المادة إلى الثقب الأسود، مما يُطلق كمية هائلة من الإشعاع، الذي يبدأ نبضة القلب.

ثم يعمل هذا الإشعاع على تسخين الغاز، مما يمنعه مؤقتًا من السقوط مرة أخرى، بعد ذلك، يستقر الغاز، وتبدأ العملية من جديد، مما يؤدي إلى نبضة قلب أخرى.

تُعد إشارات ضربات القلب هذه نادرة جدًا؛ فقد لوحظت فقط في ثقبين أسودين من بين مئات الثقوب السوداء المعروفة. ولكن يأمل الباحثون في دراسة المزيد منها للحصول على رؤى أعمق حول العلاقة بين الثقوب السوداء وبيئاتها، وذلك طبقا لما ذكره موقع science daily.