اكتشف تلسكوب شاندرا الفضائي ثقبًا أسود صغيرًا جدًا وقريبًا نسبيًا

ووفقا للبروفيسور آفي ليب من مركز هارفارد سميثسونيان، فإن أحد مكتشفي 0 المستعر الأعظم SN-1979C في المجرة M100 التي تبعد عنا 50 مليون سنة ضوئية، أدى إلى ولادة ثقب أسود

اكتشف علماء الفلك باستخدام تلسكوب شاندرا للأشعة السينية دليلاً على وجود أصغر ثقب أسود معروف في بيئتنا الكونية. يوفر الثقب الأسود البالغ من العمر 31 عامًا فرصة فريدة لمراقبة هذا النوع من الأجسام، وكيفية تطورها منذ الطفولة.

أنجبت المستعر الأعظم SN-1979C الموجود في مجرة ​​M100، التي تبعد عنا 50 مليون سنة ضوئية، ثقبا أسود، وفقا لخلاصة 31 عاما من رصده منذ ظهوره، بمساعدة هائلة من تلسكوب شاندرا الفضائي. هذا ما قاله البروفيسور آفي ليب، مدير معهد النظرية والحساب في مركز هارفارد سميثسونيان للفيزياء الفلكية، في مؤتمر صحفي عقدته مساء اليوم وكالة ناسا في واشنطن بمناسبة الاكتشاف.

وبحسب البيانات التي قدمها موظفو ناسا الذين شاركوا في المؤتمر الصحفي، فهو فتى أسود نجمي تبلغ كتلته خمس كتل شمسية، تم إنشاؤه من انفجار سوبر نوفا لنجم كتلته 20 كتلة شمسية. من المحتمل أن يكون هناك الملايين منهم في جميع أنحاء المجرة، لكننا لا نعرف أعمارهم. هذا شخص نعرف عمره ومن خلال الملاحظات المستمرة سنتمكن من معرفة سلوك الثقوب السوداء.

تختلف طريقة الخلق هذه عن الطريقة المعروفة (على الأقل من الناحية النظرية) حتى الآن لثوران أشعة جاما، والتي تسمى أحيانًا صرخة ولادة الثقب الأسود، من خلال اندماج نجمين نيوترونيين، أو من نجم نيوتروني. التي تدور بسرعة عالية، من ناحية أخرى، فهي بالنسبة لنا ولادة طبيعية من ثوران نجم أنهى حياته في السلسلة الرئيسية.

وكانت كتلته الأصلية 20 كتلة شمسية. هناك متغيرات مثل مقدار المادة التي فقدتها قبل الانفجار وما إذا كان لديه نجم مرافق (ربما نعم). ربما لدينا هنا حالة تتيح لنا معرفة ما هو الخط الفاصل بين النجم النيوتروني والنجم الأسود. وحتى لو كان سديمًا نابضًا مثل سديم السرطان، فهو أيضًا مثال جيد ونادر وحديث لهذا النوع. وسوف يسمح لنا بفهم تطور مثل هذه الأشياء مع مرور الوقت.

وقد يساعد الثقب الأسود العلماء على فهم أفضل لكيفية انفجار النجوم الضخمة، وأي منها يخلف وراءه ثقبا أسود أو نجما نيوترونيا، وعدد الثقوب السوداء في مجرتنا وغيرها.

الجسم عبارة عن بقايا المستعر الأعظم SN 1979C في المجرة M100 التي تبعد 50 مليون سنة ضوئية عن الأرض. كشفت البيانات المجمعة من شاندرا وسويفت والقمر الصناعي الأوروبي XMM Newton والقمر الصناعي الألماني ROSAT عن مصدر مشرق للأشعة السينية ظل كفقاعة طوال عمليات المراقبة من عام 1995 إلى عام 2007. وهذا يثير احتمال أن يكون الجسم عبارة عن ثقب أسود يتغذى إما عن طريق سقوط مواد عليه من المستعر الأعظم أو رفيقه الثنائي في النظام النجمي المزدوج. ووفقا لليب، لو كان جسما آخر، وليس ثقبا أسود، لكان الإشعاع السينية المنبعث منه قد تلاشى منذ فترة طويلة.

يقول دانييل فانودا من مركز هارفارد سميثسونيان للفيزياء الفلكية في كامبريدج، ماساتشوستس، الذي قاد الدراسة: "إذا كان تفسيرنا صحيحا، فهذا هو أقرب مثال على ولادة ثقب أسود لاحظناه على الإطلاق".

ويعتقد العلماء أن SN 1979C، الذي اكتشفه لأول مرة عالم فلك هاوٍ في عام 1979، قد تشكل عندما انهار نجم كتلته 20 مرة كتلة الشمس. تم اكتشاف العديد من الثقوب السوداء الجديدة في الكون البعيد على شكل انفجارات أشعة غاما، لكن SN 1979C يختلف من حيث أنه أقرب بكثير وينتمي إلى نوع من المستعرات الأعظمية من غير المرجح أن تكون مصحوبة بانفجارات أشعة غاما. وتتنبأ النظرية بأن معظم الثقوب السوداء في الكون سوف تتشكل عندما ينهار قلب النجم ولا يتم إنتاج أي انفجار لأشعة جاما.

يقول آفي ليب، المؤلف المشارك في الورقة البحثية، وهو أيضًا من مركز هارفارد سميثسونيان للفيزياء الفلكية: "ستكون هذه هي المرة الأولى التي يتم فيها ملاحظة الطريقة الأكثر تقليدية لإنشاء ثقب أسود". "ومع ذلك، من الصعب جدًا اكتشاف هذا النوع من ولادة الثقب الأسود لأنه يستغرق سنوات من المراقبة في مجال الأشعة السينية للكشف عن هذه الحالات".

وتتوافق فكرة وجود ثقب أسود يبلغ عمره المرصود 30 عاما مع النظريات الحديثة. في عام 2005، تم اقتراح نظرية مفادها أن الضوء المرئي الساطع لهذه المستعرات الأعظمية يتلقى الطاقة من نفاثات من الثقب الأسود الذي فشل في اختراق غلاف النجم المكون من الغاز والهيدروجين لإنشاء انفجار أشعة غاما. النتائج كما رأينا في هذا المستعر الأعظم تناسب هذه النظرية.

على الرغم من أن الأدلة تشير إلى وجود ثقب أسود في SN 1979C، إلا أن الاحتمال الآخر هو أنه نجم نيوتروني سريع الدوران ينبعث منه رياح من الجسيمات عالية الطاقة التي قد تكون مسؤولة عن الأشعة السينية. وهذا من شأنه أن يجعل SN 1979C أصغر مثال على "نجم الرياح الشمسية النابض" وأصغر نجم نيوتروني. يبلغ عمر النجم السرطاني، وهو المثال الأكثر شهرة للسديم الذي يتكون من نجم نابض ساطع، حوالي 950 عامًا.

يقول جون مورس، رئيس قسم الفيزياء الفلكية في مديرية المهام العلمية التابعة لناسا: "هناك مكافأة عظيمة في رؤية كيف يمكن لالتزام التلسكوبات الأكثر تقدمًا في الفضاء مثل تشاندرا أن يكمل القصة".

آفي ليب في مقابلة مع موقع هيدان: مئات الثقوب السوداء المارقة تتربص بالحليب