إن القول بأن الثقوب السوداء تسحب كل شيء إلى الداخل ليس إلا مجرد أسطورة. فمعظم المادة التي تجد نفسها تسقط نحو الثقب الأسود يتم قذفها للخارج، وذلك بفضل المجالات المغناطيسية القوية القادرة على رفع الجسيمات المشحونة من القرص التراكمي للثقب الأسود. وتعجيلهم بعيدا.
لفترة طويلة، كان الافتراض هو أن هذه المادة تتدفق بشكل شعاعي من محيط الثقب الأسود، إما من خلال نفاثات خارقة موازية للمجالات المغناطيسية، أو المواد المرفوعة عن طريق تدفقات الإشعاع المنبعثة من القرص الساخن. ومع ذلك، كان هناك دائمًا القليل من التناقض في قلب هذه النظرية: إذا كانت البيئة المحيطة بالثقوب السوداء مباشرة ماهرة في إزالة المواد من الخطر، فكيف يمكن للثقوب السوداء فائقة الكتلة أن تتغذى على ما يكفي من المادة لتنمو إلى كتلها الهائلة؟ ملايين أو حتى مليارات المرات كتلة شمسنا؟
الآن، ربما تكون عمليات رصد المجرة النشطة ESO320-G030، التي تقع على بعد 120 مليون سنة ضوئية، قد قدمت الإجابة للتو. في الأساس، تم العثور على دوامة مغناطيسية متصاعدة تدور حول أ ثقب أسود عملاق في مكان بعيد galaxy، وخلق الظروف التي تسمح الثقب الأسود لتتغذى بشراهة.
باستخدام مصفوفة أتاكاما المليمترية/تحت المليمترية الكبيرة (ALMA) وفي تشيلي، اكتشف علماء الفلك بقيادة مارك جورسكي من جامعة نورث وسترن بالولايات المتحدة الأمريكية، غاز سيانيد الهيدروجين الذي يتم نفخه بواسطة التدفقات الديناميكية المغناطيسية الخارجية – وبعبارة أخرى، الرياح المغناطيسية. ليس لسيانيد الهيدروجين أهمية خاصة في حد ذاته، ولكن من خلال تمثيل بقية الغاز الجزيئي في النظام، فإنه يعمل كبديل يمكن لـ ALMA اكتشافه.
متعلق ب: ربما يكون ثقب أسود ضخم في طور “الاستيقاظ” في مجرة قريبة
قالت سوزان آلتو من جامعة تشالمرز للتكنولوجيا في السويد: “أردنا قياس الضوء من الجزيئات التي تحملها الرياح من قلب المجرة، على أمل تتبع كيفية إطلاق الرياح من خلال ثقب أسود هائل ينمو – أو سينمو قريبًا -“. الذي عمل مع جورسكي في الدراسة، في أ إفادة. “باستخدام ALMA تمكنا من دراسة الضوء من خلف طبقات سميكة من الغبار والغاز.”
تمكنت ALMA من اكتشاف أ تأثير دوبلر في الانبعاثات الراديوية دون المليمترية من سيانيد الهيدروجين، مما سمح لفريق جورسكي بتتبع حركة الغاز. ووجدوا أنه كان محمولاً بواسطة رياح مغناطيسية دوارة، على عكس التدفقات الشعاعية النموذجية المتوقعة من الثقوب السوداء النشطة. وهذا له تأثير كبير على كيفية تغذية الثقب الأسود.
وقال جورسكي: “في ملاحظاتنا، نرى دليلا واضحا على وجود رياح دوارة تساعد في تنظيم نمو الثقب الأسود المركزي للمجرة”.
عندما تقترب المادة – الغاز والغبار – من الثقب الأسود، فإنها تتجمع أولاً في قرص تراكمي دوار يتشابك مع المجالات المغناطيسية التي تزداد كثافة مع انتهائها. عادة، يكونون قادرين على رفع الجسيمات المشحونة إلى خارج القرص ودفعها بعيدًا في نفاثات مركزة ومتوازية مغناطيسيًا. يصبح القرص أيضًا ساخنًا للغاية، ويشع بملايين الدرجات، وهذا التدفق للإشعاع يمكن أن يدفع المادة بعيدًا عن الثقب الأسود.
ومع ذلك، فإن الرياح المغناطيسية الدوارة مختلفة. وقال آلتو: “يمكننا أن نرى كيف تشكل الرياح هيكلا حلزونيا، يتصاعد من مركز المجرة”.
تصف ورقة بحث جورسكي وآلتو الرياح المغناطيسية بأنها “مذهلة”. وذلك لأنه بينما يمكن للرياح الدورانية أن ترفع الجسيمات المشحونة خارج القرص، فإن الرياح تسرق بعضًا من الزخم الزاوي للقرص أيضًا، لأنه يدور أيضًا. يؤدي هذا إلى إبطاء دوران القرص التراكمي، ولأن المادة لم تعد تتحرك بالسرعة التي كانت عليها في القرص، فإن جاذبية الثقب الأسود قادرة على سحب المزيد من تلك المادة عبر أفق الحدث. وهذا يسمح للثقب الأسود بالنمو بشكل أسرع مما كان سيفعله مع سقوط المزيد من المادة فيه.
قصص ذات الصلة:
– 12 مليار سنة من تاريخ الثقب الأسود، تم الكشف عنها من خلال الأشعة السينية وعمليات المحاكاة
– في قلب هذه المجرة البعيدة لا يوجد ثقب واحد، بل ثقبين أسودين نفاثين
— هل يمكن لهذه اللقمات من الثقب الأسود أن تثبت أخيرًا نظرية ستيفن هوكينج الشهيرة؟
من خلال السماح لمزيد من المادة بالسقوط في الثقب الأسود الهائل، يمكن أن تكون هذه الرياح المغناطيسية الدوارة هي المفتاح لفتح كيفية تشغيل النوى المجرية النشطة – وهي نواة مجرية نشطة، وهي ثقب أسود فائق الضخامة في حالة جنون التغذية – مما يدفع المجرة إلى التحرك. تتحول إلى أ كوازار في الحالات القصوى.
وقال جورسكي: “الآن بعد أن عرفنا ما الذي يجب البحث عنه، فإن الخطوة التالية هي معرفة مدى شيوع هذه الظاهرة”. “وإذا كانت هذه هي المرحلة التي تمر بها جميع المجرات ذات الثقوب السوداء الهائلة، فماذا يحدث لها بعد ذلك؟ لا توجد إجابة على جميع الأسئلة حول هذه العملية.”
ونشر البحث في أبريل في المجلة علم الفلك والفيزياء الفلكية.