هل يمتلك الثقب الأسود M87* بنية على شكل "دونت"؟ أحدث الأبحاث الفلكية تؤكد صحتها

الملخص:

كأول صورة للثقب الأسود للبشرية، يظهر الثقب الأسود الهائل (الثقب الأسود M87*) في مركز المجرة M87، التي تبعد حوالي 55 مليون سنة ضوئية عن الأرض وتبلغ كتلتها 6 مليارات مرة كتلة الشمس. تُعرف الصورة باسم "الدونات". لقد اجتذبت اهتمامًا واسع النطاق منذ إصدارها قبل أكثر من 7 سنوات، كما أن الأوساط الأكاديمية مثيرة للجدل أيضًا حول وجود هيكلها الحلقي الفريد.

نشرت مجلة "الطبيعة" الأكاديمية الدولية ورقة بحثية في علم الفلك على الإنترنت في الصباح الباكر من يوم 12 نوفمبر بتوقيت بكين، قائلة إن دراسة تحققت بشكل مستقل من بنية الحلقة الفريدة في الصورة الكلاسيكية المعاد بناؤها للثقب الأسود M87*، مؤكدة أن صورة "الدونات" صحيحة. تستخدم أحدث نتائج إعادة الإعمار خوارزمية تصوير مستقلة تم تطويرها حديثًا، وتتوافق الصورة الجديدة التي تم إنشاؤها بشكل كبير مع الصورة الأصلية.

وفقًا للصحيفة، أصدرت مؤسسة Event Horizon Telescope Collaboration (EHTC) أول صورة للبشرية لثقب أسود (الثقب الأسود M87*) في أبريل 2019. يوجد هيكل يشبه الحلقة وظل ثقب أسود مرئي بوضوح في الصورة. أعاد الباحثون بناء الصورة الشبيهة بالدونت من خلال جمع جميع البيانات من تلسكوبات EHTC الموزعة حول العالم.

ومع ذلك، نظرًا لأن هذه التلسكوبات متباعدة جغرافيًا، فقد تؤثر أخطاء المعدات والأخطاء البيئية بشكل كبير على دقة الصور الناتجة. وقام باحثون آخرون بتحليل البيانات باستخدام أساليب مقبولة في الصناعة، ولكن عمليات إعادة البناء الناتجة لم تحتوي على هياكل حلقية. أشارت دراسات لاحقة إلى أن الصورة الأصلية جاءت من متوسط ​​نتائج عمليات معالجة الصور المتعددة، وكان هناك عدم يقين في البنية الحلقية للثقب الأسود M87*.

في هذه الدراسة، عمل صامويل لاي، المؤلف الأول والمؤلف المقابل للورقة البحثية ومنظمة الكومنولث للبحوث العلمية والصناعية الأسترالية، مع زملائه لإدخال مجموعة بيانات الثقب الأسود M87* في خوارزمية التصوير للتحقق من نتائج إعادة بناء الصورة السابقة. تقسم الخوارزمية التلسكوبات إلى ثلاث محطات مغلقة بدلاً من أزواج ثنائية. ثم يجمع بين القياسات من التلسكوبات الفردية. وهذا يسمح لها بحساب أخطاء المعايرة ويؤدي في النهاية إلى مجموعة من الصور المعاد بناؤها والتي تلبي هذه المعايير.

تعيد هذه الدراسة بناء صورة M87* استنادًا إلى صور اصطناعية من مجموعة البيانات العامة لـ Event Horizon Telescope (EHT) (صورة من مؤلف الورقة). الصورة مقدمة من سبرينغر نيتشر

ذكر مؤلف الورقة أن الصورة المولدة حديثًا من هذه الدراسة أعادت إنتاج البنية الحلقية في الصورة الأصلية، وتم التحقق بشكل مستقل من أول صورة للثقب الأسود البشري صدرت منذ أكثر من 7 سنوات، كما أن تفسير بيانات وشكل تلسكوب أفق الحدث صحيح.