حد 15 كتلة شمسية: كيف تتحكم كتلة الثقب الأسود في دورانه ✦
درس العلماء اندماجات الثقوب السوداء واكتشفوا أن دورانها يعتمد على الكتلة. الثقوب السوداء التي تقل كتلتها عن 15 كتلة شمسية تدور بشكل مختلف عن الثقوب الأثقل: ففي الخفيفة، يكون الدوران العكسي أكثر شيوعاً. تخيّل أنك تدير بلابل بأوزان مختلفة بطرق مختلفة – فإنها تدور بشكل مختلف. قد يشير هذا إلى أن الثقوب السوداء تولد من 'عائلات نجمية' مختلفة.
الأجرام التي تنبأ بها شوارتزشيلد ونلتقطها اليوم عبر الموجات الثقالية (بفضل راينر فايس ومرصد ليغو)، تدور في أزواجها مثل الدوامات. في بعض الحالات يكون دورانها متناغماً: يدور الاثنان في نفس اتجاه دوران الزوج ككل. وفي حالات أخرى، يبدو كما لو دُفع كل منهما في اتجاه مختلف. كشف تحليل 259 اندماجاً عن منعطف حاد: إذا كانت كتلة أثقل ثقب أسود أقل من 15 كتلة شمسية، فإن محور دورانه يكون دائماً تقريباً موازياً للمدار. وإذا كانت أثقل، تصبح اتجاهات الدوران عشوائية كتناثر الحبوب.
يفصل حد الـ 15 كتلة شمسية بين مسارين تطوريين: الخفيفة منها تحصل فيما يبدو على ‘الدفعة’ الرئيسية أثناء انفجار مستعر أعظم (حين تستنفد نواة النجم الهيدروجين والهيليوم وتصبح غنية بـالكربون)، أما الثقيلة فهي نتاج عمليات أخرى. من المثير للاهتمام أن الثقب الأسود حين يصل إلى هذه الحدود يمكنه أن يسرّع دورانه إلى سرعات تقارب سرعة الضوء، جاذباً معه نسيج الزمكان. ستساعد الأرصاد القادمة على إعادة بناء هذه القصص المضطربة في مجرات بعيدة.
🎯 ثقب أسود كتلته 15 كتلة شمسية له أفق حدث بحجم مدينة صغيرة، قطره حوالي 45 كيلومتراً.
🎬 في فيلم ‘إنترستيلر’، يؤدي الدوران السريع للثقب الأسود غارغانتوا إلى انحناء الزمن. أما الثقوب السوداء الحقيقية فتكشف عن دورانها عبر الموجات الثقالية.