بقلم ويل دونهام
واشنطن (رويترز) – تم رصد شعاعين قويين من الطاقة ينطلقان في اتجاهين متعاكسين من ثقب أسود هائل داخل مجرة بعيدة – وهما أكبر نفاثتين من هذا النوع يتم رصدهما على الإطلاق، حيث يمتدان إلى حوالي 140 ضعف قطر مجرة درب التبانة الشاسعة.
يقع الثقب الأسود في قلب مجرة تبعد حوالي 7.5 مليار سنة ضوئية عن الأرض. والسنة الضوئية هي المسافة التي يقطعها الضوء في عام واحد، أي 5.9 تريليون ميل (9.5 تريليون كيلومتر). ونظرًا للوقت الذي يستغرقه الضوء للسفر، فإن النظر عبر مسافات كبيرة يعد بمثابة نظرة إلى الوراء في الزمن، حيث يرجع تاريخ هذه الملاحظات إلى عندما كان عمر الكون أقل من نصف عمره الحالي.
الثقوب السوداء هي أجسام كثيفة بشكل غير عادي وجاذبيتها قوية لدرجة أن الضوء نفسه لا يستطيع الإفلات منها. تحتوي معظم المجرات، بما في ذلك مجرة درب التبانة، على ثقب أسود كبير في قلبها. تطلق بعض هذه الثقوب نفاثات من الجسيمات عالية الطاقة والحقول المغناطيسية إلى الفضاء من قطبيها أثناء التهامها للمواد مثل الغاز والغبار والنجوم التي تسقط فيها بسبب قوتها الجاذبية الهائلة.
وتمتد البنيتان النفاثتان اللتان تم توثيقهما في الدراسة الجديدة – باستخدام تلسكوب LOFAR (مجموعة الترددات المنخفضة)، وهي شبكة من الهوائيات متمركزة في هولندا – لمسافة 23 مليون سنة ضوئية من النهاية إلى النهاية.
تتكون هذه النفاثات شديدة الحرارة، الناجمة عن الأحداث العنيفة حول الثقب الأسود، من جسيمات دون ذرية تسمى الإلكترونات والبوزيترونات، والمجالات المغناطيسية، والتي تتحرك بسرعة تقترب من سرعة الضوء.
أطلق الباحثون على هاتين النفاثتين اسم بورفيريون (ينطق بـ “بور-فير-إي-آن”)، نسبة إلى عملاق من الأساطير اليونانية القديمة. ويبلغ طول بورفيريون نحو 30% عن حامل الرقم القياسي السابق لمثل هذه النفاثات.
وقال عالم الفيزياء الفلكية في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا مارتين أوي، المؤلف الرئيسي للدراسة التي نشرت في دورية “نيتشر”: “يبدو أن أنظمة النفاثات مثل بورفيريون من بين أكثر المشاهد نشاطا التي حدثت في الكون منذ الانفجار الكبير”، في إشارة إلى الحدث الذي بدأ الكون قبل حوالي 13.8 مليار سنة.
وأضاف عالم الفيزياء الفلكية والمؤلف المشارك في الدراسة مارتن هاردكاسل من جامعة هيرتفوردشاير في إنجلترا: “المفهوم العام هو أن النفثات تتشكل عندما تسقط مادة ممغنطة على ثقب أسود دوار. وتحتاج إلى أن تستمر في السقوط المستمر للمادة في الثقب الأسود، أي ما يقرب من كتلة شمسية واحدة (كتلة الشمس) من المادة في عام واحد”.
مثل هذه النفاثات، التي لا يمكن رؤيتها بالعين المجردة، تبدأ صغيرة ثم تنمو مع مرور الوقت.
وقال هاردكاسل “نعلم منذ فترة أن الثقوب السوداء قادرة على توليد هذه النفاثات. ولكن المثير للاهتمام هو أنه لتوليد بنية كبيرة مثل هذه، يتعين على هذه النفاثات أن تبقى موجودة لفترة طويلة – حوالي مليار عام”.
تصل نفاثات البورفيريون إلى ما هو أبعد من مجرتها الأم، مع إنتاج طاقة يعادل تريليونات النجوم مثل الشمس.
“وهذا يعادل الطاقة المنطلقة خلال الاصطدامات الكونية الأكثر كارثية: على سبيل المثال، تلك التي تحدث عندما تندمج مجموعتان من المجرات معًا، تحتوي كل منهما أحيانًا على آلاف المجرات”، كما قال أوي.
وقال هاردكاسل “إن حقيقة امتداده إلى هذا الحد من الثقب الأسود الأم يعني أنه قد يحمل طاقة وجسيمات وحقول مغناطيسية إلى الفراغات في الشبكة الكونية، والفجوات بين مجموعات وخيوط المجرات التي نعلم أنها تشكل البنية واسعة النطاق للكون. وقد يساعدنا هذا في فهم المجالات المغناطيسية المنتشرة في الكون الحالي”.
وقال الباحثون إن مثل هذه النفاثات قد تعمل على تسخين الغاز في الفضاء بين النجوم، مما يوقف عملية تكوين النجوم الجديدة التي تتطلب سحباً باردة من الغاز، وقد تلحق الضرر بالكواكب الصالحة للحياة.
لا يحتوي الثقب الأسود الهائل الموجود في مجرة درب التبانة، في حالته الخاملة الحالية، على مثل هذه النفاثات.
وقال أوي “النتيجة الرئيسية هي أن النفثات من الثقوب السوداء يمكن أن تصبح، إذا كانت الظروف مناسبة، بحجم الهياكل الكونية الرئيسية في الكون – مجموعات المجرات، والخيوط الكونية، والفراغات الكونية. وهذا يعني أن الثقوب السوداء الفردية يمكن أن يكون لها مجال تأثير يمتد إلى ما هو أبعد من المجرة التي توجد فيها”.
(إعداد ويل دونهام، تحرير ليزا شوميكر)