دوارة الطقس الكونية: كيف يكشف ريح النجم أسراره سريع
في أعماق كوكبة الدجاجة، يدور نجمان حول بعضهما البعض. أحدهما عملاق، والآخر ثقب أسود. يطلق العملاق باستمرار تيارًا من الغاز في الفضاء — وهو الريح النجمية. عندما يقع هذا الريح تحت أشعة إكس الصادرة عن الثقب الأسود، يبدأ بالتوهج مثل لوحة إعلانية مضيئة. التقط علماء الفلك هذا الضوء وحللوه إلى ألوانه لمعرفة مكونات الريح وكيف يتحرك.
اتضح أن العناصر الكيميائية المختلفة في الريح تتحرك بشكل مختلف. الحديد يبقى قريبًا من الثقب الأسود ويتبع حركته المدارية. أما الكبريت، فينتشر في جميع أنحاء النظام ولا يكاد يتأثر بجاذبية الثقب الأسود. الكالسيوم والأرجون في موقع متوسط بين الاثنين. يشبه هذا حشدًا من الناس يركضون خلف حافلة: أولئك الأقرب يركضون أسرع ويتبعون مسارها بدقة أكبر، أما البعيدون فيسيرون في نفس الاتجاه فقط.
بنى العلماء نموذجًا للريح لفهم سبب توزع العناصر بهذه الطريقة. اكتشفوا أن أشعة إكس الصادرة عن الثقب الأسود تسخن وتؤين الغاز القريب منها بشدة. الحديد، كونه أثقل ويفقد إلكتروناته بسرعة أكبر، يبدو "مرتبطًا" بالثقب الأسود. أما الكبريت الأخف، فيبقى متعادلًا ويتطاير في جميع أنحاء النظام. ساعدت هذه الصورة في تقدير كمية الغاز التي يقذفها النجم في الفضاء: حوالي خمس إلى عشر كتل أرضية سنويًا.
هكذا حوّل تلسكوب أشعة إكس XRISM النظام الثنائي إلى مختبر طبيعي. فبدلاً من بناء منشأة لدراسة الريح النجمية، وجدها علماء الفلك جاهزة في الفضاء. والآن نعرف أنه حتى في بيئة متطرفة مثل محيط الثقب الأسود، تتصرف العناصر الكيميائية بشكل مختلف — اعتمادًا على مدى ارتباطها بمصدر الجاذبية.
تصل سرعة الريح في نظام الدجاجة X-3 إلى 500 كيلومتر في الثانية — أي أسرع من الصوت في الهواء بمقدار ألف وخمسمائة مرة.
في رواية آرثر كلارك "موعد مع راما"، تستخدم السفينة الأسطوانية الجاذبية الدورانية لخلق قوة جاذبية اصطناعية — يشبه ذلك كيف تحتفظ جاذبية الثقب الأسود بالريح النجمية.