في ثلاثينيات القرن العشرين، عندما وجه الفيزيائي والمهندس كارل يانسكي هوائي الراديو الخاص به نحو مركز مجرتنا، اكتشف مصدرًا مستمرًا لموجات الراديو. وبعد إجراء بعض التحليلات، أدرك العلماء أن موجات الراديو هذه تنبعث من شيء أبعد بكثير عن كوكبنا الشمس – لكن الغريب أنها كانت مماثلة في طاقتها للموجات التي نتلقاها من الشمس.
بهذه المعلومات، بدأوا في الشك في وجود شيء قوي حقًا في وسط العالم درب التبانة.
أدرك علماء الفلك لاحقًا أن مصدر موجات الراديو الغامضة هذه لم يكن سوى ثقب أسود عملاق أكبر بمليون مرة من شمسنا، ونحن نسميها الآن القوس أ*. يُختصر عادة إلى Sgr A*، وهو جسم ضخم يعمل بشكل أساسي كمرساة جاذبية لمجرة درب التبانة بأكملها. منذ هذه الملاحظات المبكرة، أصبح علماء الفلك يتعلمون الكثير عن القوس أ*؛ نظرًا لأن علماء الفلك يمكنهم مراقبته فعليًا، فإن الثقب الأسود يوفر أفضل فرصة لنا للإجابة على سؤال مثير للاهتمام: هل يمكن تكوين النجوم حوله؟ الثقوب السوداء؟
متعلق ب: يساعد الغاز الدوامي العلماء على تحديد كتلة الثقب الأسود الهائل في درب التبانة
القوس A* محاط بمجموعة من السحب الجزيئية، وهي عبارة عن ضباب بين النجوم قد ترى فيه نجمًا أو نجمين يظهران إلى الوجود. ومع ذلك، يعتقد علماء الفلك أن قرب هذه السحب من الثقب الأسود يمكن أن يعطل أي حاضنات نجمية محتملة تعمل بداخله، حيث يُعتقد أن قوى المد والجزر والكهرومغناطيسية الشديدة تعمل على زعزعة استقرار جيوب الغاز التي تتراكم عادةً لتشكل النجوم.
“إن الجمع بين قوى المد والجزر المتوسطة منخفضة الكثافة وقوية [supermassive black hole] تجعل من الصعب على النجوم أن تتشكل بالطريقة «القياسية»، أي من انهيار سحب الغاز الكثيفة. وقالت عالمة الفيزياء الفلكية روزالبا بيرنا من جامعة ستوني بروك في نيويورك لموقع Space.com: “سوف تتمزق قبل أن تتمكن من الانهيار”.
المزيد من الملاحظات الحديثةومع ذلك، فقد أشاروا إلى احتمال أن تكون النجوم قد تحدث في مكان أقرب كثيرًا إلى القوس A* مما كنا نعتقد في البداية.
علماء الفلك عند البعض وقت، كانوا يراقبون النجوم في محيط Sgr A*، لكنهم فسروا وجودها بعيدًا على أنه ربما بسبب هجرتها نحو الثقب الأسود بعد أن تشكلت في الأصل في مجموعات بعيدة. لكن المشكلة في هذا التفسير هي أن الكثير من هذه النجوم المكتشفة حديثًا تبدو أصغر من أن تتمكن من التشكل بعيدًا ثم الانتقال عبرها. فضاء للوصول إلى Sgr A*.
نجوم شابة تم رصدها بالقرب من Sgr A*
بقيادة فلوريان بيسكر، باحث ما بعد الدكتوراه في معهد الفيزياء الفلكية بجامعة كولونيا، حدد فريق من علماء الفلك الجسم النجمي الشاب X3a.
“اتضح أن هناك منطقة على بعد بضع سنوات ضوئية من الثقب الأسود والتي تتوفر فيها شروط تكوين النجوم. هذه المنطقة، وهي عبارة عن حلقة من الغاز والغبار، باردة بما فيه الكفاية ومحمية ضد الإشعاع المدمر”. شرح بالوضع الحالي.
يحيط بالثقب الأسود Sgr A*، وغيره من الثقوب السوداء الهائلة، قرص متراكم من الغاز والغبار يسقط باتجاه الثقب الأسود بسبب سحب جاذبيته الهائلة. القرص المحدد الذي يغلف Sgr A* يمتد بين 5 و30 سنة ضوئية من أفق الحدث من الثقب الأسود.
يعتقد الفريق أن X3a ربما يكون قد تشكل في غلاف غازي في الحلقة الخارجية لقرص التراكم المحيط بالقوس A*. يمكن أن تصبح سحب الغاز هذه كبيرة بما يكفي لتنهار على نفسها لتشكل نجومًا أولية.
وتكهن الباحثون أيضًا بتفسيرات محتملة أخرى لوجود النجوم على مقربة من القوس A*.
“إن وجود النجوم الشابة حول الثقوب السوداء جعل علماء الفيزياء الفلكية يوسعون نظرتهم لتكوين النجوم، وقد تم تطوير نظريات مختلفة لتفسيرها، مثل التكوين في القرص الناتج عن اختلال سحابة جزيئية، وتبع ذلك التكوين في عنقود بعيد يقول بيرنا: “من خلال الهجرة الداخلية وضغط الصدمات الناجم عن حدث اضطراب المد والجزر”.
قام بيرنا مؤخرًا بتأليف ورقة بحثية مما يشير إلى أن أحداث اضطراب المد والجزر (TDEs) القريبة من الثقوب السوداء يمكن أن تخلق الظروف المناسبة لتشكل النجوم. TDEs هي أحداث يمكن فيها إدخال عدم استقرار الجاذبية في قرص التراكم للثقب الأسود، على سبيل المثال يمكن أن يكون نجم يسقط نحو ثقب أسود. يمكن أن تتفاعل هذه TDEs مع القرص التراكمي للثقب الأسود بطريقة تحدث كثافات عالية من الغاز والغسق، مما يسمح بانهيار الكتل الكثيفة إلى نجوم شابة.
قصص ذات الصلة:
– يمكن لمهمة الخدمة الخاصة أن تطيل عمر تلسكوب شاندرا الفضائي التابع لناسا
– قد يكمن دخيل “خارج المجرة” بين النجوم التي تدور حول الثقب الأسود في درب التبانة
– أطلق الثقب الأسود الوحشي في مجرة درب التبانة انفجارًا ضخمًا قبل 200 عام. يمكننا الآن الاستماع إلى صدى صوته (فيديو)
يوضح بيرنا أن تكوين النجوم حول الثقوب السوداء يتأثر على الأرجح بالمرحلة التطورية للثقب الأسود المذكور. عندما يكون الثقب الأسود “نشطا”، على الأرجح خلال مراحله المبكرة عندما تكون المجرة المحيطة به مكانا فوضويا، فهو محاط بقرص تراكمي ممتد من الغاز والغبار. يمكن أن يكون قرص التراكم هذا أرضًا خصبة لتكوين النجوم بسبب تراكم كثافات عالية من المادة. ومع ذلك، الآن بعد أن أصبحت مجرة درب التبانة أقدم بكثير، استقرت الأمور، ومن المحتمل أن يكون تكوين النجوم حول القوس A* قد تباطأ عما كان عليه في الماضي البعيد.
وبينما تظل الثقوب السوداء ضمن فئة الألغاز الكونية، يتعلم علماء الفلك المزيد عن كيفية تفاعلها مع محيطها لولادة نجوم جديدة والتأثير على تطور المجرات المحلية.