تكشف النجوم السريعة التي تكشف عن ثقب أسود فائق الكتلة داخل المجرة القريبة

بواسطة ويل دنهام

واشنطن (رويترز) – فإن السحابة الماجلانية الكبيرة هي مجرة ​​قزمية تقع بالقرب من درب التبانة ، ومرئية للعين المجردة كرقعة مضيئة من الضوء من نصف الكرة الجنوبي للأرض وسميت على اسم المستكشف البرتغالي فرديناند ماجلان ، الذي لاحظ ذلك قبل خمسة قرون. يوفر البحث الجديد الآن فهمًا أكمل لمكياج جارنا المجري.

توفر دراسة قائمة على مسار تسعة نجوم سريعة الحركة التي تمت ملاحظتها على هامش طريقة درب التبانة دليلًا قويًا على وجود ثقب أسود فائق داخل السحابة الماجيلانية الكبيرة. يُعتقد أن معظم المجرات لها ثقب أسود في قلبها ، لكن هذا يمثل الدليل الأول لواحد داخل السحابة الماجيلانية الكبيرة.

وفقًا للباحثين ، تشير البيانات المتعلقة بمسار هذه النجوم إلى أنها كانت تخرج من السحابة الكبيرة من Magellanic بعد لقاء عنيف عن كثب مع هذا الثقب الأسود. الثقوب السوداء هي كائنات كثيفة بشكل استثنائي مع الجاذبية قوية للغاية بحيث لا يمكن للضوء حتى الهروب.

تقع السحابة Magellanic الكبيرة على بعد حوالي 160،000 سنة ضوئية من الأرض ، مما يجعلها من بين أقرب المجرات إلى درب التبانة. هذا يجعل هذا أقرب ثقب أسود فائق الفائق إلى جانب الثقب الذي يسمى القوس A*، أو Sgr A*، يقع في قلب درب التبانة. SGR A* حوالي 26000 سنة ضوئية من الأرض. العام الضوئي هو مسافة الضوء في السنة ، 5.9 تريليون ميل (9.5 تريليون كيلومتر).

مثلما تكون طريقة درب التبانة أكثر ضخامة بكثير من السحابة الماجلانية الكبيرة ، فإن SGR A* أكثر ضخامة من الثقب الأسود الذي تم تحديده حديثًا ، والذي يعد من بين أقل ثقوب سوداء معروفة. SGR A* لديه كتلة أكبر بحوالي 4 ملايين مرة من الشمس. هذا واحد لديه كتلة حوالي 600000 مرة أكبر من الشمس.

تقزم SGR A* ، بدورها ، من قبل بعض الثقوب السوداء الفائقة المكتشفة في مجرات كبيرة أخرى مثل واحدة ذات كتلة أكبر من 6.5 مليار مرة من الشمس في مجرة ​​تسمى Messier 87. هذا واحد و SGR A* هما الفتحتان الأسود الوحيدان من قبل علماء الفلك.

ركزت الدراسة الجديدة على فئة من النجوم تسمى نجوم Hypervelocity. يتم إنتاجها عندما يكون نظام النجوم الثنائية – نجمتان مرتبطتان ببعضهما البعض – مشاريعًا قريبة جدًا من ثقب أسود فائق.

وقالت جيسي هان ، طالبة أطباء في فلكية هارفارد ، “إن قوى الجاذبية المكثفة تمزق الزوج.

تسافر الشمس عبر الفضاء على بعد حوالي 450،000 ميل في الساعة (720،000 كيلومتر في الساعة) في حين أن نجوم Hypervelocity يقومون بذلك في عدة مرات بهذه السرعة.

استخدم الباحثون بيانات من مرصد GAIA Space في وكالة الفضاء الأوروبية التي تتبعت أكثر من مليار نجمة في مجرتنا بدقة غير مسبوقة.

هناك 21 نجوم فرط المستوى المعروف في درب التبانة. لقد حدد علماء الفلك بثقة أصول 16 منهم ، حيث قاموا بتتبع سبعة منهم إلى SGR A* في قلب مجرتنا والآخر تسعة عودة إلى السحابة Magellanic الكبيرة.

وقال هان: “إن التفسير الوحيد المعقول هو أن السحابة الماجلانية الكبيرة تضم ثقبًا أسودًا فائقًا في وسطه ، وهو مشابه لـ Sgr A في مجرتنا”.

وقال هان: “من المتوقع تمامًا أن تحتوي السحابة الكبيرة من ماجلاني ، بالنظر إلى كتلتها وهيكلها ، على ثقب أسود فائق في هذه الكتلة. كنا بحاجة فقط إلى العثور على الأدلة على ذلك”. “إنه أمر ممتع ومثير ، ولكن أيضًا شيء منطقي حقًا.”

حتى الآن ، كان أقرب ثقب أسود معروف من وراء درب التبانة هو الثقب الموجود داخل مجرة ​​Andromeda ، على بعد حوالي 2.5 مليون سنة ضوئية من الأرض. إنها أقرب مجرة ​​رئيسية إلى درب التبانة.

وقالت عالم الفلك والدراسة المشارك في الدراسة: “إن السحابة الكبيرة من ماجلانيك هي واحدة من أفضل المجرات المدروسة ، ومع ذلك لم يتم استنتاج وجود ثقب الأسود الفائق هذا بشكل غير مباشر فقط عن طريق تتبع أصول النجوم السريعة.

(شارك في تقارير ويل دونهام ، تحرير روزالبا أوبراين)