تم اكتشاف كوازار مزدوج يتجه نحو اندماج عظيم يضيء “الفجر الكوني”، بعد 900 مليون سنة فقط من الانفجار الكبير.
هم الأول كوازار رصد الزوج ذلك بعيدًا في الزمن الكوني.
الكوازارات تنمو بسرعة الثقوب السوداء الهائلة في النوى المفرطة النشاط المجرات. تندفع سيول من الغاز إلى حلق الثقوب السوداء وتعلق في عنق الزجاجة للقرص التراكمي، وهو عبارة عن حلقة كثيفة من الغاز فائق السخونة الذي يصطف للسقوط في الثقب الأسود. لا يقع كل ذلك؛ يمكن للمجالات المغناطيسية المغلفة في القرص التراكمي الدوار أن تحفز الكثير من الجسيمات المشحونة وتعيدها إلى الفضاء السحيق على شكل نفاثتين تنطلقان بعيدًا تقريبًا سرعة الضوء. إن النفاثات وقرص التراكم مجتمعين يجعلان الكوازار يبدو مضيئًا للغاية، حتى عبر مليارات النجوم سنة ضوئية.
لأن كل مجرة كبيرة لديها وحشية الثقب الأسود كما الحرارة المظلمة، عندما تتصادم المجرات وتندمج، كذلك تفعل في النهاية ثقوبها السوداء الهائلة. وبالعودة إلى الفجر الكوني – الذي يصف المليار سنة الأولى من التاريخ الكوني، عندما ظهرت النجوم والمجرات لأول مرة – الكون المتوسع كانت أصغر مما هي عليه اليوم، وبالتالي كانت المجرات أقرب إلى بعضها البعض واندمجت في كثير من الأحيان. ومع ذلك، في حين تم رصد أكثر من 330 كوازارًا وحيدًا حتى الآن في المليار سنة الأولى من عمر الكون، إلا أن العدد الوفير المتوقع من الكوازارات المزدوجة كان ملحوظًا بسبب غيابها – حتى الآن.
تم رصد الكوازار المزدوج المكتشف حديثًا، J121503.42–014858.7 وJ121503.55–014859.3 – والذي يشار إليه باسم C1 وC2 من قبل مكتشفيه – باستخدام تلسكوب سوبارو على مونا كيا في هاواي بواسطة فريق بقيادة يوشيكي ماتسوكا من جامعة إهيمي في اليابان.
تابع علماء الفلك تحليلًا طيفيًا باستخدام كاميرا الأجسام الخافتة والمرسم الطيفي (FOCAS) الموجود على سوبارو ومرسم جيميني الطيفي للأشعة تحت الحمراء القريبة (GNIRS) الموجود على تلسكوب جيميني نورث، والذي يقع أيضًا على قمة مونا كيا.
وقال ماتسوكا في تقرير له: “ما تعلمناه من عمليات رصد GNIRS هو أن النجوم الزائفة باهتة للغاية بحيث لا يمكن اكتشافها بالأشعة تحت الحمراء القريبة، حتى مع وجود أحد أكبر التلسكوبات على الأرض”. إفادة.
بعد أن سافر لمدة 12.9 مليار سنة، ظهر ضوء النجوم الزائفة تحول نحو الأحمر ويمتد إلى أطوال موجية أطول عن طريق التوسع الكوني، لذا فإن الضوء الذي بدأ كأشعة سينية أو فوق بنفسجية ينتهي بالقرب من النهاية الحمراء والأشعة تحت الحمراء للكون. المجال الكهرومغناطيسي. يجب أن يكون الضوء الصادر عن الكوازارات قابلاً للاكتشاف في الأشعة تحت الحمراء القريبة، لكن حقيقة كونها خافتة عند هذا الطول الموجي تعني أن جزءًا كبيرًا من ضوءها موجود في الواقع عند أطوال موجية أخرى ينتجها تكوين النجوم المعزز في المجرات التي تستضيف الكوازارات.
متعلق ب: يرصد Event Horizon Telescope نفاثات تنفجر من ثقب أسود هائل قريب
زيادة تكوين النجوم، والتي تقدر بالنسبة لـ C1 وC2 ما بين 100 و550 الكتل الشمسية سنويًا (مقارنة بواحد إلى 10 كتل شمسية سنويًا في منطقتنا مجرة درب التبانة)، هو أحد الأعراض الشائعة لاندماج المجرات، لأن غاز الهيدروجين الجزيئي الخام يتم تحريكه من خلال التفاعل ويحفز لتشكيل نجوم جديدة.
وقد تحرك الثقبان الأسودان أيضًا إلى مسافة 40 ألف سنة ضوئية (12000 فرسخ فلكي) من بعضهما البعض. على الرغم من أن هذه لا تزال مسافة كبيرة، إلا أن عمليات الرصد باستخدام مصفوفة أتاكاما الكبيرة المليمترية/تحت المليمترية (ألما) في تشيلي عثروا على جسر من الغاز يمتد على هذه المسافة بين C1 وC2. إن الثقبين الأسودين متصلان بالفعل، وسوف تزداد قوة هذا الارتباط مع استمرارهما في الاقتراب من بعضهما البعض.
ووجود C1 وC2 دليل آخر على وجود المجرات وثقوبها السوداء نمت بسرعةوإلى الحجم والكتلة الهائلين، خلال عصر الفجر الكوني، مما يشكل تحديًا لنماذجنا حول كيفية تشكلها. تبلغ كتلة كل من الثقوب السوداء حوالي 100 مليون مرة كتلة كوكبنا شمسوهو ضخم؛ القوس أ*ويعتبر الثقب الأسود الموجود في مركز مجرتنا درب التبانة صغيرا بالمقارنة بكتلته التي تبلغ 4.1 مليون كتلة شمسية فقط. بالإضافة إلى ذلك، تتمتع المجرتان المضيفتان C1 وC2 بكتلة إجمالية تبلغ حوالي 90 مليار و50 مليار كتلة شمسية، على التوالي، والتي، على الرغم من أنها أقل بكثير من مجرة درب التبانة، إلا أنها تظل ضخمة في ذلك الوقت.
قصص ذات الصلة:
– يُطلق الثقب الأسود العملاق للمجرة M87 نفاثات بسرعة الضوء تقريبًا
– الثقب الأسود مصاص الدماء هو “مسرع الجسيمات الكونية” الذي قد يحل لغزًا طويل الأمد في علم الفلك
– الكوازارات: كل ما تحتاج لمعرفته حول ألمع الأجسام في الكون
على هذا النحو، فإن اكتشاف هذا الكوازار المزدوج والمجرات المضيفة له يوفر نقطة بيانات حيوية لفهم أفضل للكون المبكر وخاصة عصر إعادة التأين، عندما تأين معظم الغاز في الكون عن طريق الإشعاع الصادر من النجوم والمجرات الأولى. الكوازارات، وانتهى العصور المظلمة الكونية. واحدة من الألغاز العظيمة علم الكونيات هو أي واحد من هذه الأشياء الثلاثة ساهم أكثر في إعادة التأين.
قال ماتسوكا: “إن الخصائص الإحصائية للكوازارات في عصر إعادة التأين تخبرنا بأشياء كثيرة، مثل التقدم وأصل إعادة التأين، وتشكيل الثقوب السوداء فائقة الكتلة خلال الفجر الكوني، والتطور المبكر للمجرات المضيفة للكوازار”.
نحن نرى هذين النجمين الزائفين كما كانا قبل حوالي 12.9 مليار سنة. ماذا حدث لهم منذ ذلك الحين؟ وتشير عمليات المحاكاة إلى أن الثقبين الأسودين سيندمجان في نهاية المطاف في انفجار موجات الجاذبية. وهذا سيجعل الكوازار المدمج أكثر سطوعًا ويعزز معدل تكوين النجوم في المجرة المندمجة إلى أكثر من 1000 كتلة شمسية سنويًا، مما يخلق واحدة من أكثر المجرات تطرفًا في الكون. وفي نهاية المطاف، قد تصبح واحدة من العمالقة المجرات الإهليلجية في قلب عنقود مجري ضخم، مثل M87 في عنقود العذراء.
تم نشر النتائج في 5 أبريل رسائل مجلة الفيزياء الفلكية، مع ورقة رفيقة مناقشة قياسات ALMA.