تعتبر الثقوب السوداء من أكثر الظواهر إثارة للاهتمام في الفضاء الخارجي، حيث تمتاز بقوتها الجاذبية العالية وكثافتها الكبيرة. وقد تم تسمية هذه الظاهرة على يد العالم الأمريكي جون ويلر.

أين يمكن أن توجد الثقوب السوداء؟

للإجابة عن سؤال “أين توجد الثقوب السوداء؟”، توصل العلماء إلى اكتشاف ثقب أسود عملاق:

• يقع هذا الثقب في قلب المجرة المعروفة باسم “برج القوس A”.
• وقد وصف العلماء هذا الثقب بأنه كتلة مظلمة ضخمة قادرة على جذب جميع الأجسام المحيطة بها بقوة جاذبية هائلة.
• تعد دراسة هذه الثقوب بشكل مباشر أمراً معقداً، لذا يعتمد العلماء على التفسيرات المستندة إلى البيانات والمعطيات المتعلقة بها.
• استعان العلماء بنماذج محاكية تتعلق بدرب التبانة لدراسة سلوك النجوم، خصوصاً عند اقترابها من المادة المركزية لهذا الثقب.
  • هذا السلوك يساعد في فهم تأثير الثقوب السوداء على محيطها.

للتعرف على المزيد، يمكنك متابعة:

ما هي الثقوب السوداء؟

تعرف الثقوب السوداء بأنها أجسام ذات جاذبية هائلة، مما يمنع وصول الضوء منها أو إليها:

• تنبع قوتها الجاذبية من وجود كميات ضخمة من المادة المضغوطة في مساحة صغيرة جداً.
• يحدث هذا النوع من الظواهر عندما تمر النجوم بمرحلة الاحتضار وتقترب من نهايتها.
• لا يمكن رؤية الثقوب السوداء مباشرة، فهي من ضمن الأجسام غير المرئية.
  • لذا، يعتمد العلماء على التلسكوبات الفضائية المزودة بالأدوات المتخصصة لإكتشافها.
• تعتبر الثقوب السوداء من أغرب الظواهر في الفضاء، حيث توقع العالم ألبرت أينشتاين وجودها في عام 1916 عبر نظريته النسبية.
• وشهدت البشرية أول اكتشاف مادي لثقب أسود عام 1971، بينما تم التقاط الصورة الأولى له في عام 2019.

أنواع الثقوب السوداء

في سياق الإجابة عن سؤال “أين توجد الثقوب السوداء؟”، نستعرض الأنواع الأربعة للثقوب السوداء، على النحو التالي:

• الثقوب السوداء ذات الكتلة الفائقة، والتي تعد أكبر الأنواع إذ تمتاز بحجم ضخم لا يمكن قياسه بدقة.
  • توجد عادة في مركز أكبر المجرات.
• الثقوب السوداء متوسطة الكتلة، وهي أجسام تتراوح كتلها بين 100 و1,000,000 مرة كتلة الشمس.
  • على الرغم من وجود فرضيات حول وجود هذا النوع، إلا أن أبعادها لم تثبت بعد بشكل قاطع.
  • تستند الأدلة على وجودها إلى مواقع النجوم المعروفة.
• الثقوب السوداء النجمية، التي تنتج عن انهيار النجوم الضخمة
  • والتي تتراوح كتلها بين 5 إلى 100 مرة كتلة الشمس.
  • يمكن رؤية هذه الثقوب أحياناً خلال أحداث مثل انفجارات أشعة جاما أو انفجارات نوفا المتطرفة.
  • يطلق على هذه الأنواع اسم “انهيارات”.
• الثقوب السوداء الميكانيكية أو الصغيرة، تم تقديم مفهومها حديثاً في عام 1971.
  • وقد اكتشفها الفيزيائي الفلكي ستيفن هوكينج.

للتعرف على المزيد، يمكنك الاطلاع على:

كيف تتكون الثقوب السوداء؟

تتباين طرق تشكيل الثقوب السوداء حسب النوع المكتشف، وتكون كالتالي:

• تتكون الثقوب ذات الكتلة الفائقة عند اندماج عدد من الثقوب الصغيرة التي قد تصل إلى المئات أو الآلاف.
  • كما يمكن أن تتكون نتيجة لزيادة كميات الغاز المتراكمة لتشكيل الكتلة الكبيرة.
  • يمكن أن تنشأ أيضاً من انهيار الكتل النجمية المجمعة بشكل متزامن.
  • تتكون الثقوب كذلك نتيجة لتجمع هائل من المادة المظلمة.
  • عند تشكيلها، تبدأ بجمع الغبار والغاز، مما يساهم في نموها.
• أما الثقوب متوسطة الكتلة، فتظهر نتيجة تصادم النجوم داخل عنقود في تفاعل متسلسل.
  • مع تكوين كبير للمكونات الصغيرة في تلك المنطقة حتى تتشكل الثقوب.
  • تظهر عادة في مركز المجرة.
• تحدث الثقوب النجمية نتيجة لانهيار نجم كبير بسبب انضغاطه الكبير.
  • أو بسبب انهيار بعض النجوم الأصغر ولكن ذات الكثافة العالية.

أهم أجزاء الثقوب السوداء

بعد استعراض سؤال “أين توجد الثقوب السوداء؟”، نوضح أهم الأجزاء المرتبطة بها:

• أفق الحدث، وهي المنطقة المحيطة بالثقب الأسود التي تمنحه سمة فريدة.
  • تعتبر الحدود التي تعبر فيها المادة والإشعاع الكهرومغناطيسي نحو الثقب.
  • هنا، يدخل الإشعاع إلى كتلة الثقب دون أن يمكنه الخروج مرة أخرى.
• مركز الثقب، أو “عين الثقب”، حيث تنعدم الحدود بشكل مطلق، مما يجعله منطقة ذات انحناء كبير.
• كرة الفوتون، تعتبر من الحدود الكروية التي تتحرك الفوتونات فيها بشكل عمودي.
  • وبالتالي، يتم محاصرتها داخل مدار بيضاوي يتناسب مع شكل الثقب الأسود.
• طبقة الإرغوسفير، وهي التي تسمح بحركة الأشياء فيها، و يطلق عليها “سحب الإطار”.
  • وتحيط هذه الطبقة بأفق الحدث.
• المدار الدائري، الذي يسمح بحركة الجسيمات بشكل ثابت على مسافات متفاوتة داخل الجسم المركزي.

أقرب الثقوب إلى الأرض

إلى جانب سؤال “أين توجد الثقوب السوداء؟”، نُسلط الضوء على أقرب الثقوب السوداء من الأرض:

• يبعد ثقب V616 Monocerotis، المعروف بـ A0620-00، عن الأرض بمسافة 3500 سنة ضوئية.
• يبتعد ثقب الدجاجة، المُسمى Cygnus X-1، عن الأرض بحوالي 6000 سنة ضوئية.
• يقع ثقب V404 Cygni بالقرب من الأرض حيث يبعد حوالي 7800 سنة ضوئية.
• ثقب GRO J0422+32 يبتعد عن الأرض بمسافة تصل إلى 11000 سنة ضوئية.
• يبعد الثقب الرامي، أو A* Sagittarius، عن الأرض بحوالي 25640 سنة ضوئية.
• بينما ثقب 47 Tuc X9 يبتعد عن الأرض بمسافة 17800 سنة ضوئية.
• يتواجد ثقب XTE J1118+480 على بُعد يتراوح بين 5000 و11000 سنة ضوئية.
• وأخيراً، الثقب GS2000+25 يبتعد عن الأرض بمسافة تصل إلى 8800 سنة ضوئية.

حقائق مذهلة عن الثقوب السوداء

قام العلماء بالكشف عن العديد من الحقائق الرائعة المتعلقة بالثقوب السوداء:

• تم اكتشاف هذه الثقوب من خلال دراسة الأشعة السينية.
• تعمل الثقوب السوداء على إبطاء الزمن بشكل ملحوظ.
• تتواجد هذه الثقوب في جميع أرجاء مجرة درب التبانة.
• الثقوب النجمية هي الأكثر شيوعاً، حيث يصل حجمها إلى 20 ضعف كتلة الشمس.
• تجذب هذه الثقوب الفراغ المحيط بها مما يؤدي إلى تفاقم تأثيرها كلما زاد حجمها.