إن الثقب الأسود الموجود في مركز مجرة ​​درب التبانة لا يمزق كل شيء.

تُظهر عمليات الرصد بالأشعة تحت الحمراء باستخدام جهاز ERIS أن أربعة أجسام غبارية بالقرب من القوس A* تستمر في التحرك في مدارات مستقرة. تُعزز هذه النتائج احتمال أن G2 ليس سحابة غازية حرة، بل نجم مُحاط بالغبار، وتُبين أن حتى نظامًا نجميًا ثنائيًا يمكنه البقاء بالقرب من ثقب أسود فائق الكتلة.

في القلب درب التبانة، وتقع على بعد حوالي 26 ألف سنة ضوئية من الأرض، القوس أ* – الثقب الأسود فائق الكتلة، الذي تبلغ كتلته حوالي أربعة ملايين ضعف كتلة الشمس. تتحرك النجوم وسحب الغاز والأجسام الغبارية الغامضة بسرعة حوله، في بيئة تكون فيها الجاذبية قوية وكثافة النجوم عالية للغاية.

لسنوات، تنبأ علماء الفلك بأن بعض الأجسام الغبارية في المنطقة ستتمدد وتتفتت، ثم يبتلعها الثقب الأسود في نهاية المطاف. لكن الملاحظات الأكثر دقة تُظهر أن الواقع ليس بهذه البساطة: فالأجسام الأربعة التي خضعت للدراسة لا تزال تتحرك في مدارات منتظمة، دون ظهور علامات الدمار الدراماتيكية المتوقعة في بعض النماذج.

قاد الدراسة الدكتور فلوريان بيسر من جامعة كولونيا. استخدم الفريق جهاز ERIS، وهو أداة تصوير وتحليل طيفي عالية الدقة مثبتة على التلسكوب الكبير جدًا (VLT) التابع للمرصد الأوروبي الجنوبي في تشيلي. يرصد ERIS في نطاق الأشعة تحت الحمراء القريبة، مما يسمح للباحثين برؤية الأجسام المختبئة خلف الغبار الكثيف في مركز المجرة. نُشرت الدراسة في أواخر عام 2025 في إحدى المجلات العلمية. علم الفلك والفيزياء الفلكية.

لم يتصرف G2 كسحابة عادية

أشهرها من بين الأربعة هو G2، المعروف أيضاً باسم DSO. عند اكتشافه، بدا وكأنه مصدر مضغوط للغاز والغبار يدور على مقربة شديدة من القوس A*. افترض الباحثون أنه سحابة لا تحتوي على نجوم، لذا توقعوا أن تؤدي قوى المد والجزر للثقب الأسود إلى تمدده ليصبح شكلاً مستطيلاً وتمزيقه.

تُسمى هذه العملية أحيانًا "التمدد الإسفنجي"، لكن المصطلح الأكثر دقة هو التمدد المدّي: يتم سحب الجانب الأقرب إلى الثقب الأسود بقوة أكبر من الجانب البعيد، والفرق بين القوى يؤدي إلى تمدد الجسم.

وصلت سحابة G2 إلى أقرب نقطة لها من الثقب الأسود عام 2014. وقبل ذلك، توقع الفلكيون تفككًا كبيرًا للسحابة وزيادة في نشاط القوس A*، مع تساقط الغاز نحوها. لكن في الواقع، ظلت G2 أكثر كثافة بكثير مما كان متوقعًا، ولم يحدث أي انفجار هائل يُعزى إلى ابتلاعها. وقد أشارت دراسات سابقة إلى احتمال وجود نجم مختبئ داخل غلاف الغبار. ([arXiv][2])

تدعم رصدات ERIS الجديدة هذا التفسير. يتوافق موقع G2 وحركته مع مدار كيبلر المحسوب له، ولا توجد أي دلائل على تحوله إلى تيار غازي حر يبتلعه الثقب الأسود. ووفقًا للباحثين، فإن هذا السلوك أقرب إلى جسم نجمي مضغوط محاط بالغاز والغبار منه إلى سحابة حرة.

لا يعني المدار الكبلري أن الجسم لا يتأثر بالثقب الأسود. بل على العكس، يتحدد المدار أساسًا بجاذبية القوس أ*. وهذا يعني أن الجسم يبقى مرتبطًا وسليمًا بما يكفي للدوران حول الثقب الأسود، بدلًا من التشتت والاختفاء.

ثنائي مشهور نجا في مكان لم يتوقعا أن يجدا فيه أزواجاً آخرين

يُقدّم الجسم D9 مثالاً آخر. ففي عام 2024، أفاد فيسكر وزملاؤه بأن D9 ليس نجمًا واحدًا، بل نظام ثنائي - نجمان يدوران حول بعضهما البعض ويتحركان في الوقت نفسه حول القوس A*. وكان هذا أول نظام ثنائي يتم تأكيده على هذا القرب من ثقب أسود فائق الكتلة.

رصد الباحثون النظام الثنائي من خلال التغيرات الدورية في السرعة الشعاعية - حركة المصدر باتجاهنا وابتعاده عنا، والتي تُقاس بانزياح الخطوط الطيفية. يُكمل النجمان دورة كاملة حول بعضهما كل 372 يومًا. وتبلغ كتلتاهما المُقدّرتين حوالي 2.8 و0.73 كتلة شمسية.

المسافة بين مكوني النظام صغيرة بما يكفي ليتغلب تجاذبهما المتبادل على فرق جاذبية الثقب الأسود بين النجمين. ووفقًا للدراسة، يبلغ نصف المحور الأكبر للمدار الداخلي حوالي 1.59 وحدة فلكية، وهو أصغر بكثير من نصف قطر التمزق المدّي المحسوب للنظام، والذي يبلغ حوالي 42 وحدة فلكية. لذلك، لا يستطيع الثقب الأسود تفكيك الزوج فورًا. ([Nature][4])

مع ذلك، فإن "الاستقرار" لا يعني بالضرورة "الأبدية". يُعدّ D9 نجمًا صغيرًا جدًا من الناحية الفلكية - إذ يُقدّر عمره بنحو 2.7 مليون سنة - وقد يُؤدي التأثير التراكمي للثقب الأسود إلى تغيير مدارات النجوم الداخلية تدريجيًا. ويُقدّر الباحثون أن هذه النجوم قد تندمج لتُشكّل نجمًا واحدًا في غضون مليون سنة تقريبًا.

يواصل كل من X3 و X7 مساراتهما

كما قام الفريق بفحص X3 و X7، وهما جسمان غباريان بخصائص مختلفة يقعان في البيئة الكثيفة والديناميكية لمركز المجرة.

يُعتقد أن X3 جرم نجمي فتيّ ضخم محاط بمادة، مُشكّلاً بنيةً تشبه موجة الصدمة أمامه نتيجة حركته بالنسبة للغاز المحيط. وقد أظهرت رصدات ERIS أنه لا يزال يتحرك على طول مساره المتوقع، على الرغم من رصد تسارع في حركته. ([arXiv][5])

يُعدّ X7 جسمًا أكثر استطالة، ويحمل في مقدمته بنيةً تشبه الموجة الصدمية. وقد أشارت دراسات سابقة إلى أن قوى المد والجزر للثقب الأسود تُمدّده، وأنه سيتفكك في نهاية المطاف. إلا أن الرصد الجديد لم يجد دليلًا واضحًا على اقتراب رأس هذه البنية بشكلٍ ملحوظ من القوس A*. ووفقًا للباحثين، يواصل X7 تحركه شمالًا على طول مداره، ولا يتوافق سلوكه بالضرورة مع سيناريو السقوط الفوري في الثقب الأسود.

لا تثبت القياسات أن الأجسام محصنة ضد التغيير، بل تُظهر أن مداراتها، على مدى الفترة الزمنية المرصودة، أكثر استقرارًا وبنيتها أكثر متانة مما أشارت إليه بعض التوقعات المبكرة.

لماذا لا "يبتلع" الثقب الأسود كل شيء؟

لا يبتلع الثقب الأسود تلقائيًا كل شيء في جواره. يمكن لجسم ما أن يستمر في الدوران حوله لفترة طويلة، تمامًا كما تدور الأرض حول الشمس، طالما أنه يتمتع بالسرعة والمسار المناسبين ولا يقترب كثيرًا من الحد الذي تسحبه فيه قوى المد والجزر.

تعتمد القدرة على البقاء على قيد الحياة على بُعد الجسم من الثقب الأسود، وحجمه، ودرجة انحصاره الداخلي. فسحابة الغاز المنتشرة أكثر عرضةً للخطر من النجم الكثيف. كما أن النظام الثنائي الواسع أكثر عرضةً للخطر من زوج من النجوم يدوران في مدار ضيق. لذا، قد يستجيب جسمان في المنطقة نفسها بشكل مختلف تمامًا لجاذبية القوس أ*.

لا تجعل هذه النتائج الجديدة مركز المجرة بيئة هادئة. فالنجوم هناك تتحرك بسرعات تصل إلى آلاف الكيلومترات في الثانية، وتملأ المنطقة إشعاعات مكثفة ورياح نجمية، ويمكن أن تؤدي التفاعلات الجاذبية إلى تغيير المدارات والتسبب في اندماجات. لكنها تُظهر أنه حتى في هذه البيئة، يمكن للأجسام المدمجة والأنظمة الفتية أن تستمر لمئات الآلاف أو حتى ملايين السنين.

هل تُعدّ الكائنات الذاتية من نوع G نتاج اندماجات نجمية؟

هوية "الذات جيلا يزال مركز المجرة محل خلاف. تظهر هذه الأجسام في بعض عمليات الرصد على شكل سحب من الغبار والغاز، لكنها تتحرك في مدارات أقرب إلى مدارات النجوم. يقدم D9 دليلاً محتملاً للحل: قد تكون بعض هذه الأجسام أنظمة ثنائية على وشك الاندماج، بينما البعض الآخر نجوم تشكلت بعد اندماج مكونيها وبقيت محاطة بالغاز والغبار.

يطرح الباحثون أيضًا احتمال أن العمليات الديناميكية قرب الثقب الأسود لا تقتصر على تفكيك الأنظمة فحسب، بل قد تشجع أيضًا على عمليات اندماج تُنتج نجومًا أكبر حجمًا وأجسامًا غبارية غير عادية. ولا تزال هذه فرضية تحتاج إلى مزيد من الملاحظات، وليست دليلًا قاطعًا على أن الثقب الأسود نفسه يُنتج النجوم.

من المتوقع أن تسمح عمليات الرصد المستقبلية باستخدام ERIS، وترقية GRAVITY+، والتلسكوب الكبير للغاية ELT، الذي يتم بناؤه في تشيلي، لعلماء الفلك بقياس حركة الأجسام بدقة أكبر، وتتبع التغيرات في الشكل، وتحديد أي منها نجوم أو أنظمة ثنائية أو نواتج اندماج.

قال فيسكر: "إن حقيقة تحرك هذه الأجسام بثبات شديد بالقرب من ثقب أسود أمرٌ مثيرٌ للاهتمام". وأضاف أن النتائج تُظهر أن ساجيتاريوس أ* أقل تدميراً مما كان يُعتقد سابقاً، مما يجعل مركز المجرة مختبراً طبيعياً لدراسة التفاعلات بين النجوم والثقوب السوداء.

للاطلاع على النسخة الأصلية المنشورة: فتح المنشور الأصلي

שאלות ותשובות

لماذا لا يبتلع القوس أ* جميع الأشياء الموجودة في محيطه؟

لا يبتلع الثقب الأسود تلقائيًا كل جسم قريب منه. يمكن للنجوم والأجرام الأخرى أن تدور حوله في مدارات مستقرة طالما كانت سرعتها ومسافتها مناسبة. فقط الجسم الذي يقترب منه كثيرًا، أو الذي لا يكون هيكله متماسكًا بإحكام، يمكن أن تتمزقه قوى المد والجزر أو يسقط في الثقب الأسود.

ما هو G2، ولماذا أثار دهشة علماء الفلك؟

ظهر G2 في البداية كسحابة من الغاز والغبار، لذا كان من المتوقع أن تعمل جاذبية القوس A* على تمديدها وضغطها مع اقترابها من الثقب الأسود. لكن في الواقع، ظلّت مضغوطة نسبيًا واستمرت في مدارها. يعزز هذا السلوك احتمال وجود نجم مخفي داخل غلاف الغبار.

كيف تمكن النظام النجمي الثنائي D9 من البقاء على قيد الحياة بالقرب من الثقب الأسود؟

يدور النجمان في D9 حول بعضهما البعض في مدار ضيق، لذا فإن جاذبيتهما المتبادلة قوية بما يكفي لموازنة قوى المد والجزر للثقب الأسود القوس A*. ومع ذلك، قد يؤدي تأثير الثقب الأسود تدريجيًا إلى تغيير مداريهما، وفي النهاية إلى اندماجهما في نجم واحد.

هل تثبت النتائج أن مركز المجرة بيئة آمنة للنجوم؟

لا. لا يزال مركز مجرة ​​درب التبانة بيئةً قاسيةً ذات جاذبيةٍ قويةٍ وإشعاعٍ ورياحٍ نجميةٍ واصطداماتٍ متكررةٍ بين الأجرام. تُظهر النتائج فقط أن ليس كل جرمٍ قريبٍ من الثقب الأسود يُدمَّر فورًا، وأن بعض النجوم والأنظمة النجمية يمكن أن تبقى هناك لفترةٍ أطول مما كان متوقعًا.

المزيد عن هذا الموضوع على موقع العلوم

• هل يأتي التوهج الغامض في مركز مجرة ​​درب التبانة فعلاً من المادة المظلمة؟
• تلسكوب إقليدس الفضائي يرسم خرائط لـ 60 مليون نجم في قلب مجرة ​​درب التبانة الكثيف
• أُعيد بناء مجرة ​​درب التبانة في تصادم قديم، وهي تدخل بالفعل في رقصة مجرية جديدة مع سحابة ماجلان الكبرى.
• قد تُلحق الثقوب السوداء فائقة الكتلة ضرراً بفرص الحياة حتى على مسافات شاسعة.
• قد يكون نجم مزدوج بالقرب من الثقب الأسود في مركز مجرة ​​درب التبانة يغذيه بسحب غازية صغيرة.