مكابح مغناطيسية للدوارات الكونية ⚡ экспресс
أضخم اندماج رُصد للثقوب السوداء، GW231123، يتضمن مكونات ذات كتل في فجوة عدم استقرار الأزواج ودورانات مغزلية متطرفة، مما يتحدى النماذج القياسية. لأول مرة، أُجريت محاكاة ثلاثية الأبعاد GRMHD ذاتية الاتساق لانهيار نجم هيليوم بكتلة ابتدائية تبلغ 250 كتلة شمسية عند انخفاض المعدنية، بدءًا من احتراق الهيليوم حتى التراكم على الثقب الأسود المتشكل. يؤدي الدوران والحقول المغناطيسية إلى تدفقات خارجة قوية (رياح قرصية ونفاثات)، مما يفسر ظهور ثقوب سوداء سريعة الدوران داخل فجوة الكتلة ويكشف عن ارتباط بين الدوران المغزلي والكتلة. الحقول المغناطيسية القوية تسحب الزخم الزاوي بكفاءة، فتثبط التراكم وتترك الثقب بطيئًا؛ بينما تسمح الحقول الضعيفة بانهيار شبه كامل وتسارع إلى دوران مغزلي قريب من a≈1. الحقول متوسطة القوة تعيد إنتاج معاملات GW231123 و GW190521 بشكل طبيعي. بإمكان التدفقات الخارجة أن تمنح الثقب الأسود "ركلة" مما يؤدي إلى عدم محاذاة بين الدوران والمدار، وقد تولد انفجارات أشعة غاما قصيرة ذات سطوع قياسي — وهي إشارة رصد محتملة لمثل هذه الأحداث في الكون المبكر.
عندما ينضغط قلب نجم يحتضر، يولد ثقب أسود — دوّارة كونية. كلما زاد الانضغاط، زادت سرعة الدوران. لكن للدوّارة مكبحًا مغناطيسيًا: فالحقل القوي يقذف جزءًا من المادة بعيدًا، مبطّئًا الثقب، بينما يسمح الحقل الضعيف للمادة بالسقوط داخله ويدوّره حتى مقاربة سرعة الضوء.
وهذا بالضبط ما فسّر أزواج الثقوب الغامضة التي رصدتها كواشف الموجات الثقالية — الأجهزة التي ابتكرها راينر فايس وزملاؤه. أظهر الحدث GW231123 ثقوبًا بكتلة كانت تُعتبر مستحيلة: كان الاعتقاد أن النجوم التي تملك مثل هذا القلب تنفجر على هيئة مستعرات عظمى دون أن تخلّف شيئًا. لكن المحاكاة أكدت أنه مع الدوران السريع وحقل مغناطيسي معتدل، ينضغط النجم ليتحول إلى ثقب ثقيل.
الحقول المغناطيسية نفسها التي تكبح الثقب قد تولّد نفاثات — تيارات من المادة تلمع أكثر من المجرات وتُرى عبر الكون كله. خلاصة ما يقرب من قرن من الجهود: شفارتسشيلد وصف الثقب الساكن، وثورن وصف الثقب الدوار، وجاءت الحسابات الحديثة لتوحّد أفكارهما.
🎯 كان يُعتقد سابقًا أن نواة نجم كتلته تعادل 250 كتلة شمسية تنفجر دون أن تخلّف شيئًا. تبيّن أنه يمكن أن ينشأ منها ثقب أسود.
🎬 مثل هذا الثقب سريع الدوران يشبه تقريبًا غارغانتوا من فيلم 'إنترستيلر': دوران شديد وجاذبية هائلة.