كشفت ورقة بحثية جديدة عن الآلية التفصيلية لكيفية سقوط المادة في ثقب أسود من خارج أفق الحدث.
وتنبأت نظرية الجاذبية لأينشتاين أن المادة تتوقف عن الدوران حول الثقب الأسود في نقطة محددة، وتسقط مباشرة داخله، وتندفع بسرعة إلى ما بعد نقطة اللاعودة.
والآن، كشفت بيانات الأشعة السينية (من أداتي NuSTAR وNICER) لثقب أسود نشط عن دليل على وجود "منطقة الغوص" هذه.
ويقول عالم الفيزياء النظرية، أندرو موميري، من جامعة أكسفورد في المملكة المتحدة: "تنبأت نظرية أينشتاين بوجود هذا السقوط النهائي، لكن هذه هي المرة الأولى التي نتمكن فيها من إثبات حدوث ذلك. فكرنا في الأمر وكأنه نهر يتحول إلى شلال (حتى الآن، كنا ننظر إلى النهر، وهذه هي رؤيتنا الأولى للشلال)".
وأوضح فريق البحث أن المادة لا تتبع خطا مستقيما عندما تشق طريقها نحو الثقب الأسود، بل تدور حوله، مثل الماء الذي يتحرك بشكل دائري نحو المصرف. ولطالما استخدم العلماء دوامات الماء لدراسة البيئات المحيطة بالثقوب السوداء.
وطوّر فريق البحث عمليات محاكاة ونماذج عددية تصوّر "منطقة الغوص" للكشف عن نوع الضوء الذي ينبعث منها، اعتمادا على الثقب الأسود في نظام يبعد حوالي 10000 سنة ضوئية، يسمى MAXI J1820+070، ونجمه المرافق الثنائي.
وتوصل الفريق إلى أن توهجا ينشأ من داخل منطقة المدار الدائري المستقرة (بين النجم والثقب الأسود)، يتوافق مع الانبعاث الذي رصدوه في عمليات المحاكاة.
ويقول العلماء إن هذا يؤكد أخيرا وجود "منطقة الغوص"، دون أدنى شك، ما يمنحنا دليلا جديدا لنظام الجاذبية الشديد في المنطقة الواقعة مباشرة خارج أفق حدث الثقب الأسود.
ويقول موميري: "نعتقد أن هذا يمثل تطورا جديدا ومثيرا في دراسة الثقوب السوداء، ما يسمح لنا بدراسة المنطقة النهائية المحيطة بها".
نشرت الورقة البحثية في الإشعارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية.