النبض الكوني: NICER يرصد «نبضات قلب» الثقب الأسود
راقب علماء الفلك كيف غيّر الثقب الأسود في النظام الثنائي 4U 1630-47 سطوعه بشكل إيقاعي أثناء توهج في عام 2025. هذه النبضات، التي تشبه نبضات القلب الكونية، سمحت بمعرفة أن درجة حرارة وحجم القرص المتوهج حول الثقب تتأرجح بتناغم مع الإشعاع. ماذا يمكن أن تخبرنا هذه الإيقاعات عن سلوك المادة على حافة السقوط الذي لا عودة منه؟
يعرف العلماء منذ زمن أن الثقوب السوداء ليست سوداء بالكامل — إذا كان هناك نجم قريب، فإن مادته (ومعظمها هيدروجين) تتدفق نحو الثقب وتدور مثل الماء في الدوامة. وبسبب الاحتكاك، تسخن هذه المادة إلى ملايين الدرجات وتصدر أشعة سينية. أحياناً يتعاظم هذا التدفق — فنرى توهجاً. في النظام 4U 1630−47، حدث هذا التوهج في عام 2025، ورصده تلسكوب NICER المثبت على محطة الفضاء الدولية. صُمم التلسكوب في الأصل لدراسة النجوم النيوترونية — وهي بقايا فائقة الكثافة لانفجارات المستعرات العظمى، والتي تظهر غالباً على شكل نجوم نابضة (منارات راديوية اكتشفتها جوسلين بيل بورنيل).
إن NICER أداة مذهلة: فهو يلتقط مئات الصور في الثانية، مما يمكنه من رصد أدق التغيرات في السطوع. لاحظ العلماء أن الضوء السيني يرتعش: يزداد سطوعاً ثم يخفت، ويتسارع هذا الارتعاش مع اشتعال التوهج. يُطلق على هذا النبض السريع اسم التذبذبات شبه الدورية. لكن مع اقتراب الذروة، ظهر إيقاع بطيء — نبضة واحدة كل 14 ثانية، ضعيفة جداً، تغير السطوع بنسبة 5% فقط. إنها أشبه بنبضات قلب خافتة.
بعد التحليل، أدرك الباحثون أنه عندما يسخن القرص وينكمش مقترباً من الثقب الأسود، تزداد النبضات السريعة تواتراً. إنه مثل قدر يغلي، حيث تنفجر الفقاعات بسرعة أكبر عند زيادة النار. أما النبض البطيء، فعلى الأرجح هو نفس العملية لكن بشكل أهدأ. يعود سبب هذا الإيقاع إلى زيادة الإنتروبيا (الفوضى) في التدفق المضطرب. هذه الملاحظات مهمة: فهي تسمح لنا بإلقاء نظرة على منطقة يتباطأ فيها الزمن بسبب الجاذبية الهائلة (التأثير الذي تنبأ به حل شوارتزشيلد)، وتندفع المادة فيها بسرعة تقترب من سرعة الضوء. علاوة على ذلك، ستكون هذه المعرفة مفيدة في البحث عن الموجات الثقالية، لأن مصادرها متشابهة إلى حد كبير.
🎯 حقيقة مثيرة: صيغ مصطلح «نبضات القلب» لوصف هذه النبضات في عام 2011، عندما لوحظ إيقاع مماثل في ثقب أسود آخر. وقد بُني تلسكوب NICER في البداية لقياس أحجام النجوم النيوترونية، لكن قدرته على التقاط صور متقاربة جداً مكنت من «سماع» نبض الثقوب السوداء.
🎬 تستعرض قصص الخيال العلمي إيقاعات الكون أيضاً: ففي رواية «سولاريس»، ينبض محيط الكوكب ككائن حي، وفي فيلم «إنترستيلار»، يتذبذب قرص الثقب الأسود وكأنه يتنفس.