الثقب الأسود هو مكان تكون فيه الجاذبية قوية لدرجة أن الضوء نفسه لا يمكنه الإفلات. لكن حوله توجد حلقة مضيئة من الغاز، وفي المركز فجوة مظلمة تُعرف بالظل. ويعتمد حجم هذا الظل على كيفية انحناء الزمكان.
في هذا العمل، أخذ الفيزيائيون ثقبًا أسود غير عادي، بل مشحونًا، مع حقل قياسي إضافي (شيء يشبه خلفية غير مرئية تخترق كل ما حولنا). وقد حسبوا كيف يتغير الظل تبعًا لشحنة الثقب الأسود وقوة هذا الحقل. وتبين أنه كلما زادت الشحنة، صغر الظل — وكأن الثقب ينكمش.
ثم قارن العلماء حساباتهم بالصور الحقيقية لظلال ثقبين أسودين هائلين: في المجرة M87 وفي مركز درب التبانة (الكائن SgrA*). وقد سمح ذلك بفرض قيود: لا يمكن أن تكون الشحنة والحقل كبيرين جدًا، وإلا لكان الظل أصغر بشكل ملحوظ مما هو مرصود.
بالإضافة إلى ذلك، قدّر المؤلفون مدى سرعة إشعاع هذا الثقب للطاقة على شكل ضوء عالي التردد، وحسبوا معاملًا خاصًا يصف مدى انحراف شعاع الضوء عند مروره بالقرب من الثقب. وهذا مهم لفهم ما نراه في الصور.
كما كتبه المؤلفون، بالإنجليزية arXiv:2606.17284
We study the shadow and strong-field optical properties of a static, spherically symmetric dyon-like dilatonic black hole. The photon sphere radius, critical impact parameter, and shadow radius are obtained and analyzed in terms of the charge $$Q$$ and the dilatonic coupling parameter $$a$$. We show that increasing these parameters decreases the photon sphere and shadow radii, leading to a smaller apparent shadow. The predicted angular diameter is compared with the observational data for M87$$^{*}$$ and SgrA$$^{*}$$, and the model parameters are constrained. We also estimate the high-frequency energy emission rate in the geometric-optics approximation and derive the leading Bozza coefficient $$\bar{a}$$, which characterizes the logarithmic behavior of the deflection angle in the strong-field regime. Astrophysical implication of the obtained outcomes are discussed.
ظل الثقب الأسود أكبر بحوالي 2,5 مرة من أفق الحدث الخاص به — تلك الحدود التي لا يعود منها شيء.