كيف قاسوا سرعات النفاثات في الثقوب السوداء البعيدة 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 فائقة الكتلة.

الثقوب السوداء فائقة الكتلة في مراكز المجرات تقذف أحيانًا تدفقات ضيقة من المادة — نفاثات تطير بسرعة تقارب سرعة الضوء. لفترة طويلة، لم يتمكن علماء الفلك من تحديد مدى سرعة هذه النفاثات بدقة لدى مختلف الثقوب السوداء. في العمل الجديد، جمع العلماء بيانات عن مئات من هذه النفاثات وطبقوا طريقة كانت تُستخدم سابقًا في مجالات علمية أخرى.

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

الطريقة تسمى «الاستدلال بدون معقولية». بدلاً من محاولة حساب احتمال كل سيناريو مباشرة، يتعلم الكمبيوتر من مجموعة كبيرة من الأمثلة المحاكاة ثم يقارنها بالملاحظات الحقيقية. وقد سمح ذلك بمراعاة التشوهات الناتجة عن حد السطوع: النفاثات الخافتة ببساطة غير مرئية، وإذا لم يؤخذ ذلك في الاعتبار، فإن تقديرات السرعة تكون خاطئة. أظهر النهج الجديد أن الأخطاء السابقة كانت أقل من الواقع بكثير، وأن توزيع السرعات لا يشبه منحنى بسيطًا.

النتيجة: سرعة معظم النفاثات قريبة من 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 عن انفجارات النجوم الضخمة. وهذا يعني أن آلية إطلاق النفاثات قد تكون نفسها بالنسبة للثقوب 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 فائقة الكتلة أطول من المسافة بين الأرض والمجرة المجاورة.

N(\Gamma) \propto \Gamma^b
عدد النفاثات ذات معامل لورنتز Γ (مؤشر السرعة) يتناقص وفق قانون القوة مع أس 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