علماء الفلك انتظروا سنوات طويلة حدوث هذه الظاهرة!

بعد شهورٍ قليلة، سيوجّه علماء الفلك تلسكوباتهم باتجاه منطقة  (الرامي أ*- Sagittarius A*) ، وهي ثقب أسود فائق الضخامة في مركز مجرتنا درب التبّانة تُقدّر كتلته بحوالي 4,3 مليون كتلة شمسية.

هذا الثقب الأسود على وشك أن يقوم برقصة مع نجم يدور بالقرب منه؛ ليعطي سياقًا جديدًا لاختبار نظرية النسبية العامة لأينشتاين.

النجم يدعى (إس-2 – S0-2) ، وهو نجم يدور بالقرب من الرامي أ*، يتميز بأنه واحد من نجمين هما الأقرب إلى الثقب الأسود، فحركته في مداره الإهليجي تمكّنه من أن يبلغ أقرب نقطة من الثقب الأسود، ممّا يعني أنه من المرجّح جدًّا أن يُظهر لنا هذا النجم تأثير قوة الجذب الجبّارة للثقب الأسود عندما يمر بالقرب منه، وهي ظاهرة تحدث مرة واحدة كل 16 عامًا.

طبقًا لِما تنص عليه نظرية النسبية العامة، فالضوء الذي يتأثر بمجال جذبوي قوي سيتمدد أو يحدث له ما يسمى (الانزياح الأحمر الجذبوي –(Gravitational redshift، ويمكن تفسير هذا الانزياح بكل بساطة، فالتردد يعمل عكس الزمن، وعندما يزداد الزمن يقل التردد، واللون الأحمر في الطيف الكهرومغناطيسي هو صاحب أقل الترددات بين الألوان المرئية، يتباطأ الزمن عندما يسير النجم مقتربًا من الثقب الأسود – محدثًا انزياحًا أزرقَ (تردد عالي) – ولكن عندما يسير النجم مبتعدًا عن الثقب الأسود يتسارع الزمن – محدثًا انزياحًا أحمرَ (تردد منخفض)، كما أنّ مدار النجم أيضًا سيحدث له انزياح طفيف جدًا.

بينما يتحرك النجم إس 2 إلى أقرب نقطة له من مركز المجرة والتي تبعد حوالي 17 ساعة ضوئية (ما يقارب 4 أضعاف المسافة بين الشمس ونبتون)، متسارعًا إلى 3% من سرعة الضوء، سوف يقوم مجموعة من الباحثين المتخصصين في مركز المجرة (GCG) من جامعة كاليفورنيا (لوس أنجلوس) بمشاهدة هذا الحدث عن كثب لرصد الانزياح الأحمر لضوء النجم حال وقوعه.

فإن حدث ذلك كما هو متوقع بنجاح، ستُثبت النسبية العامة مرةً أخرى.

لقد ظهرت مؤخرًا تساؤلات عن طبيعة النجم إس 2، هل من الممكن أن يكون نجمًا ثنائيًّا؟ مما يعني أنّه قد يكون عبارةً عن نجمين يدوران حول بعضهما البعض، لأن هذا من شأنه أن يُعقّد القياسات كثيرًا، لكن الآن وبفضل دراسة جديدة، أصبحنا نعلم أننا سنتمكن من قياسه بسهولة وبدون تعقيدات، حيث أجرى الباحثون تحليلًا أوليًّا لطيف النجم إس 2، فوجدوا أنه على الأغلب نجم واحد، تبلغ كتلته 15 كتلة شمسية، وفي حال وُجِدَ له نجم رفيق فسيكون صغيرًا جدًّا ولن يؤثر على التجربة المقرر القيام بها.

يقول (توان دو – Tuan Do) أحد القائمين على هذه الدراسة و نائب مدير مجموعة الباحثين المتخصصين في مركز المجرة: «ستكون هذه القياسات الأولى من نوعها، فالجاذبية هي الأقل اختبارًا من بين قوى الطبيعة.

ونظرية أينشتاين قد تمكنت إلى الآن من تخطي جميع الاختبارات الأخرى بنجاح كبير، لذلك وإن وجدت هناك انحرافات في القياسات عمّا هو متوقع، فبالتأكيد ستعيد طرح تساؤلات كثيرة حول طبيعة الجاذبية! ».

أهمية النجم إس 2 لا تنبع من كونه أداة اختبار للجاذبية فقط – بل أنّه وجميع النجوم في العنقود النجمي (S stars) الذي يتواجد فيه غريبون جدًّا، فهي نجوم لا زالت يافعة صغيرة في العمر مقارنةً بالنجوم الأخرى في الكون، مما يعني أنها قد تكونت حيث البيئة القاسية جدًا بالقرب من الثقب الأسود، هناك حيث تقوم قوى المد والجزر للثقب الأسود بتمزيق مناطق ولادة النجوم – لذلك تبقى آلية تشكُّل هذه النجوم غامضة لدينا.

وهذا قد يعني أن هناك طرقًا أخرى لتشكّل النجوم لم نكتشفها بعد.

يراقب الباحثون النجم إس 2 عن كثب منذ عام 1992، وهذا يعني أن مرور النجم عبر أقرب نقطة له من الثقب الأسود (كل 16 عام) قد تم رصده بالفعل، وفي الحقيقة قد استُخدِمَ لإثبات وجود الرامي أ* – لكن المعدات التي استُخدمت حينها لم تكن حساسة بشكل كافٍ ليمكنها من رصد الانزياح الأحمر لضوء النجم.

إلّا أنّه قد مرّ 16 عامًا من التحسينات على التكنولوجيا التي نستخدمها لدراسة الفضاء منذ ذلك الحين.

يقول قائد الدراسة (ديفين تشو –: (Devin Chu »نحن ننتظر وقوع هذا الحدث بشغف منذ 16 عام، ومتلهفون جدًا لنرى كيف سيتصرف النجم تحت تأثير قوة الجذب الجبّارة للثقب الأسود.

هل سيقوم النجم إس 2 بتأكيد نظرية أينشتاين أم سينحرف عنها متحديًّا قوانين الفيزياء التي نعرفها؟ نحن على وشك معرفة ذلك قريبًا! ».

ومن المتوقع أن يمرّ النجم إس 2 بالقرب من الرامي أ* منتصف 2018..

وإلى ذلك الحين يمكنكم متابعة التحضيرات لهذه التجربة في دوريّة (The Astrophysical)

  • ترجمة: بلال عبد الحي.
  • تدقيق: سهى يازجي.
  • تحرير :عيسى هزيم.
  • المصدر