قياس سرعات النفاثات في الثقوب السوداء البعيدة: نهج إحصائي جديد سريع

الأصل: "Simulation-based inference for AGN jet population modelling: Towards more robust comparisons of black hole jet speeds"
· Clara Lilje, James H. Matthews, Rob Fender
arXiv:2608.08733v1 · 2026-08-09 · CC BY 4.0 · 1 دقيقة
اكتشف العلماء مدى سرعة تدفقات المادة التي تقذفها الثقوب السوداء الهائلة.

الثقوب السوداء الهائلة الثقب الأسود في مراكز المجرات تقذف أحيانًا تدفقات ضيقة من المادة — نفاثات نسبية تطير بسرعة قريبة من سرعة الضوء. لفترة طويلة، لم يتمكن علماء الفلك من تحديد مدى سرعة هذه النفاثات بدقة لدى مختلف الثقوب السوداء. في الدراسة الجديدة، جمع العلماء بيانات عن مئات من هذه النفاثات وطبقوا طريقة كانت تستخدم سابقًا في مجالات علمية أخرى.

نفاثة الثقب الأسود تشبه تيار خرطوم الإطفاء: تندفع بعيدًا، لكن شكلها وسرعتها يعتمدان على ضغط الماء.

الطريقة تسمى "الاستدلال بدون احتمال" (likelihood-free inference). بدلاً من محاولة حساب احتمال كل سيناريو مباشرة، يتعلم الكمبيوتر من مجموعة كبيرة من الأمثلة المحاكاة ثم يقارنها بالملاحظات الحقيقية. هذا سمح بمراعاة التشوهات التي يسببها حد السطوع: النفاثات الخافتة ببساطة غير مرئية، وإذا لم يؤخذ ذلك في الاعتبار، فإن تقديرات السرعة تكون خاطئة. النهج الجديد أظهر أن الأخطاء السابقة كانت أقل من الواقع بشكل كبير، وأن توزيع السرعات لا يشبه منحنى بسيطًا.

النتيجة: معظم النفاثات تبلغ سرعتها حوالي 99% من سرعة الضوء، لكن هناك أيضًا نفاثات أبطأ. تبين أن توزيع السرعات يشبه ما يُلاحظ في الثقوب السوداء ذات الكتلة النجمية — تلك التي تنشأ من انفجارات النجوم الضخمة. هذا يعني أن آلية إطلاق النفاثات ربما تكون نفسها لجميع الثقوب السوداء مهما كانت كتلتها.

تُقاس سرعة النفاثة من خلال سطوعها: كلما تحركت المادة أسرع، بدت أكثر سطوعًا بسبب تأثير يشبه تضخيم الضوء بواسطة مصابيح سيارة قادمة من الاتجاه المعاكس.

يمكن أن تكون النفاثات الصادرة عن الثقوب السوداء الهائلة أطول من المسافة بين الأرض والمجرة المجاورة.

N(\Gamma) \propto \Gamma^b
عدد النفاثات ذات معامل لورنتز Γ (مؤشر السرعة) يتناقص وفق قانون قوة أسية مع مؤشر b ≈ -1.32.
العلماء
Jacob BekensteinStephen HawkingBernhard RiemannJoseph WeberKarl SchwarzschildKip Thorne
المفاهيم
نفاثة الثقب الأسودإنتروبيا بيكينشتاين-هوكينجمعادلات أينشتاين للمجالإشعاع هوكينغالعدسات الجاذبيةتأثير لينس-ثيرينغنظرية انعدام الشعر