وتم طرد هذه الدفقة، التي يزيد طولها عن طول مجرة درب التبانة، من مجرة بعد حوالي مليار سنة من الانفجار الكبير. وقد يفسر هذا الاكتشاف كيفية تشكل الثقوب السوداء الهائلة الموجودة اليوم في مراكز جميع المجرات
المصدر: مركز هارفارد سميثسونيان للفيزياء الفلكية. ترجمة: آفي بيليزوفسكي
اكتشف علماء الفلك أدلة على وجود تدفق طويل للغاية من الجسيمات القادمة من ثقب أسود هائل في الكون المبكر، وذلك باستخدام مرصد شاندرا للأشعة السينية التابع لناسا.
وإذا تم تأكيد هذا الاكتشاف، فسيكون الثقب الأسود الأكثر بعدًا فائق الكتلة مع نفث تم اكتشافه بالأشعة السينية. وتأتي هذه التدفقات من مجرة تبعد حوالي 12.7 مليار سنة ضوئية عن الأرض، وقد تساعد في تفسير كيفية تشكل أكبر الثقوب السوداء في وقت مبكر جدًا من تاريخ الكون.
مصدر التدفق هو كوازار - ثقب أسود فائق الكتلة سريع النمو - يُسمى PSO J352.4034-15.3373 (PJ352-15 للاختصار)، والذي يقع في مركز مجرة شابة. إنه واحد من أقوى اثنين من النجوم الزائفة التي تم اكتشافها على الإطلاق باستخدام الموجات، ونراها بشكل أساسي كما كانت في المليار سنة الأولى بعد الانفجار الكبير. الثقب الأسود أكبر بمليار مرة من كتلة الشمس.
كيف تمكنت الثقوب السوداء الهائلة من النمو بهذه السرعة؟
كيف تمكنت الثقوب السوداء الضخمة من النمو بهذه السرعة والوصول إلى هذه الكتلة الهائلة في هذه الفترة المبكرة من عمر الكون؟ هذا هو أحد الأسئلة الرئيسية في علم الفلك اليوم.
على الرغم من جاذبيتها القوية وسمعتها المخيفة، إلا أن الثقوب السوداء لا تجذب بالضرورة كل ما يقترب منها. يجب أن تفقد المادة المحيطة بقرص الثقب الأسود سرعتها وطاقتها قبل أن تتمكن من السقوط أكثر نحو الداخل لعبور ما يسمى بأفق الحدث، وهي نقطة اللاعودة. يمكن أن تسبب المجالات المغناطيسية تأثيرًا كابحًا على القرص لأنها تنشط التدفق، وهي الطريقة الرئيسية التي تسمح للمواد الموجودة في القرص بفقد الطاقة وبالتالي زيادة معدل نمو الثقوب السوداء.
وفقًا لتوماس كونور من مختبر الدفع النفاث التابع لناسا في باسادينا. ، كاليفورنيا، الذي قاد الدراسة. "حول الثقوب السوداء الهائلة، نعتقد أن النفاثات يمكن أن تلتقط ما يكفي من الطاقة التي يمكن أن تسقط فيها المادة ويمكن أن ينمو الثقب الأسود."
ويبلغ طول النفاث 160 ألف سنة ضوئية، وللمقارنة يبلغ قطر مجرة درب التبانة 100 ألف سنة ضوئية.
طُلب من علماء الفلك مراقبة PJ352-15 لمدة ثلاثة أيام باستخدام رؤية تشاندرا الحادة للكشف عن أدلة الأشعة السينية. تم اكتشاف انبعاث الأشعة السينية على بعد حوالي 160,000 سنة ضوئية من الكوازار في نفس الاتجاه حيث تم ملاحظة نفاثات أقصر بكثير سابقًا في عمليات الرصد الراديوي بواسطة مصفوفة القاعدة الكبيرة جدًا. وبالمقارنة، فإن مجرة درب التبانة بأكملها تمتد على حوالي 100,000 ألف سنة ضوئية.
يحطم PJ352-15 العديد من الأرقام القياسية الفلكية المختلفة. أولاً، أطول تدفق تم رصده سابقًا منذ المليار سنة الأولى بعد الانفجار الكبير كان طوله حوالي 5,000 سنة ضوئية فقط، وهو ما يتوافق مع الملاحظات الراديوية لـ PJ352-15. ثانيًا، PJ352-15 يبعد حوالي 300 مليون سنة ضوئية عن أبعد أشعة سينية تم تسجيلها قبله.
وقال المؤلف المشارك إدواردو بينادوس من معهد ماكس بلانك لعلم الفلك (MPIA) في هايدلبرغ بألمانيا: "إن طول هذه الطائرة مهم لأنه يعني أن الثقب الأسود الهائل الذي يقودها كان ينمو لبعض الوقت". "تسلط هذه النتيجة الضوء على كيف توفر دراسات الأشعة السينية للكوازارات البعيدة طريقة حاسمة لدراسة نمو الثقوب السوداء فائقة الكتلة البعيدة."
انبعث الضوء المكتشف من هذه النفاثات عندما كان عمر الكون 0.98 مليار سنة فقط، أي أقل من عُشر عمره الحالي. في ذلك الوقت، كانت شدة إشعاع الخلفية الكونية المتبقي من الانفجار الكبير أكبر بكثير مما هي عليه اليوم.
عندما تطير الإلكترونات الموجودة في التدفق خارج الثقب الأسود بسرعة قريبة من سرعة الضوء، فإنها تصطدم بالفوتونات التي تشكل إشعاع الخلفية الكونية، مما يعزز طاقة الفوتونات في نطاق الأشعة السينية، وهو الإشعاع الذي تم اكتشافه بواسطة شاندرا. في هذا السيناريو، يتم زيادة سطوع الأشعة السينية بشكل ملحوظ مقارنة بموجات الراديو. وهذا يتوافق مع الملاحظة التي مفادها أن طائرة الأشعة السينية الكبيرة ليس لها أي انبعاث راديوي مرتبط.
وقال المؤلف المشارك دانييل ستيرن، من مختبر الدفع النفاث أيضًا: "تظهر نتائجنا أن عمليات رصد الأشعة السينية يمكن أن تكون واحدة من أفضل الطرق لدراسة النجوم الزائفة ذات النفاثات في الكون المبكر". "أو بعبارة أخرى، قد تكون عمليات رصد الأشعة السينية للمستقبل هي المفتاح لكشف أسرار ماضينا الكوني."
للإعلان على موقع تلسكوب شاندرا الفضائي
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
תגובה אחת
كل التفسيرات حول "الثقوب السوداء" تبدو وكأنها لعبة للأطفال المفتونين بـ "حرب النجوم". خيالات خالصة، وليس العلم الدقيق! كيف يبعث الثقب الأسود شيئًا ما، إذا قيل لنا أنه يبتلع "كل شيء" فيه؟…. إرفاق رسم توضيحي للمقالة - رسم! والصورة الشعاعية لا تظهر ما يتظاهر الرسم بإظهاره.... إنها مثل "يديعوت أحرونوت العلمية"......