هل تتذكر تلك الصورة الأولى المذهلة لثقب القوس الأسود A* (Sgr A) في قلب مجرة ​​درب التبانة؟ حسنًا، قد لا تكون دقيقة تمامًا، وفقًا للباحثين في المرصد الفلكي الوطني في اليابان (NAOJ). بدلاً من ذلك، قد يكون قرص التراكم حول Sgr A* أكثر استطالة، بدلاً من الشكل الدائري الذي رأيناه لأول مرة في عام 2022. طبق العلماء في NAOJ طرق تحليل مختلفة على بيانات Sgr A* التي التقطها فريق Event Horizon Telescope (EHT) لأول مرة. جاءت بيانات EHT من شبكة مكونة من ثمانية تلسكوبات راديوية أرضية. أظهر التحليل الأصلي بنية حلقية ساطعة تحيط بمنطقة مركزية مظلمة. إن إعادة التحليل التي أدت إلى شكل مختلف تعني شيئًا ما حول حركات وتوزيع المادة في القرص. إنصافًا لكلا الفريقين، فإن بيانات قياس التداخل الراديوي معقدة بشكل سيئ السمعة للتحليل. وفقًا لعالم الفلك في NAOJ ميوشي ميكاتو، قد يكون المظهر الدائري بسبب الطريقة التي تم بها إنشاء الصورة. واقترح ميوشي "نفترض أن صورة الحلقة نتجت عن أخطاء أثناء تحليل التصوير بواسطة تلسكوب أفق الحدث، وأن جزءًا منها كان مجرد قطعة أثرية، وليس الهيكل الفلكي الفعلي".

إذن، كيف يبدو Sgr A* في إعادة تحليل NAOJ؟ قال ميوشي: "صورتنا ممدودة قليلاً في اتجاه الشرق والغرب، والنصف الشرقي أكثر سطوعًا من النصف الغربي. نعتقد أن هذا المظهر يعني أن قرص التراكم المحيط بالثقب الأسود يدور بسرعة حوالي 60 بالمائة من سرعة الضوء". يمتلئ قرص التراكم بمادة شديدة السخونة "تدور حول البالوعة" كما هي، وتتدفق إلى الثقب الأسود الذي تبلغ كتلته 4 ملايين شمس. أثناء دورانه عبر قرص التراكم، تعمل الاحتكاك وعمل المجالات المغناطيسية على تسخين المادة. يتسبب هذا في توهجها، غالبًا في الأشعة السينية والضوء المرئي بالإضافة إلى إطلاق انبعاثات الراديو. تؤثر عوامل مختلفة أيضًا على شكل قرص التراكم، بما في ذلك دوران الثقب الأسود نفسه. بالإضافة إلى ذلك، فإن معدل التراكم (أي مقدار المادة التي تسقط في القرص)، بالإضافة إلى الزخم الزاوي للمادة، كلها تؤثر على الشكل. كما أن قوة الجاذبية التي يفرضها الثقب الأسود تشوه رؤيتنا لقرص التراكم. وهذا النوع من التشوهات يجعل من الصعب للغاية تصويره. وكما اتضح، فإن أيًا من المنظرين للشكل الفعلي للقرص ــ المنظر الدائري الأصلي لتلسكوب أفق الحدث أو المنظر المطول لتلسكوب ناسا ــ قد يكون دقيقًا.

كيف توصل الفريقان إلى وجهتي نظر مختلفتين قليلاً لـ Sgr A* باستخدام نفس البيانات؟ أشار ميوشي إلى أنه "لا يمكن لأي تلسكوب التقاط صورة فلكية بشكل مثالي". وبالنسبة لملاحظات EHT، اتضح أن البيانات التداخلية من التلسكوبات المرتبطة على نطاق واسع يمكن أن تحتوي على فجوات. أثناء تحليل البيانات، يتعين على العلماء استخدام تقنيات خاصة لبناء صورة كاملة. وهذا ما فعله فريق EHT، مما أدى إلى صورة "الثقب الأسود المستدير". نشر فريق ميوشي ورقة بحثية تصف نتائجهم. وفيها، يقترحون أن بنية الحلقة في صورة عام 2022 التي أصدرها EHT هي قطعة أثرية ناجمة عن دالة انتشار النقاط (PSF) غير المنتظمة لبيانات EHT. تصف دالة انتشار النقاط (PSF) كيف يتعامل نظام التصوير مع مصدر نقطي في المنطقة التي ينظر إليها. وهي تساعد في إعطاء مقياس لكمية التشويش الذي يحدث بسبب العيوب في البصريات (أو في هذه الحالة، الفجوات في البيانات التداخلية). وبعبارة أخرى، كانت هناك مشاكل في "ملء" الفجوات. أعاد فريق NAOJ تحليل البيانات واستخدم طريقة رسم خرائط مختلفة لتنعيم الفجوات في البيانات. أدى ذلك إلى شكل ممدود لقرص التراكم Sgr A *. نصف القرص أكثر سطوعًا ويقترحون أن ذلك يرجع إلى زيادة دوبلر حيث يدور القرص بسرعة. يقترحون أن البيانات التي تم تحليلها حديثًا والصورة المطولة تُظهر جزءًا من القرص يقع على بعد بضعة أقطار شفارتزشيلد من الثقب الأسود، ويدور بسرعة كبيرة، ويُنظر إليه من زاوية 40 درجة -45 درجة.

صورة من wikimedia

من المفترض أن تساعد عملية إعادة التحليل هذه في المساهمة في فهم أفضل لما يبدو عليه قرص التراكم Sgr A* في الواقع. كانت دراسة EHT لـ Sgr A* والتي أسفرت عن إصدار الصورة في عام 2022 هي أول محاولة مفصلة لرسم خريطة للمنطقة المحيطة بالثقب الأسود. ويعمل اتحاد EHT على التحسينات لإنتاج صور تداخلية أفضل وأكثر تفصيلاً لهذا الثقب الأسود وغيره من الثقوب السوداء. وفي النهاية، من المفترض أن يؤدي ذلك إلى الحصول على وجهات نظر أكثر دقة. ومن المفترض أن تساعد الدراسات المتابعة في سد أي فجوات في ملاحظات قرص التراكم. بالإضافة إلى ذلك، من المفترض أن تقدم الدراسات التفصيلية للبيئة القريبة حول الثقب الأسود المزيد من الأدلة على الثقب الأسود المخفي داخل القرص.