كشف بحث جديد عن نوع نادر وقصير العمر من المجرات أن مثل هذه الأجسام تؤوي ثقوبًا سوداء نائمة فائقة الكتلة تستيقظ لفترة وجيزة لتمزق نجمًا ضخمًا وتلتهم بقاياه كوجبة إفطار كونية عملاقة.
“الأجسام المتناظرة المدمجة” أو CSOs، هي مجرات نشطة تنطلق منها نفاثتان بسرعة الضوء تقريبًا. هذه النفاثات شائعة في نوى المجرة النشطة (AGN)، التي تحتوي على ثقوب سوداء هائلة تتغذى على الغاز المحيط والغبار في قلوبها، لكن نفاثات منظمات المجتمع المدني مختلفة.
في حين أن النفاثات النفاثة من النوى المجرية النشطة يمكن أن تمتد لمسافة 230 ألف سنة ضوئية في كلا الاتجاهين، فإن نفاثات CSO متوقفة، وتمتد لمسافة 1500 سنة ضوئية فقط أو نحو ذلك.
وكان العلماء قد افترضوا في السابق أن طائرات CSO قصيرة لأنها حديثة التكوين أو صغيرة السن. الآن، قرر فريق بقيادة علماء معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا (Caltech) أن هذه الطائرات لها عمر قصير.
متعلق ب: منظر جديد للثقب الأسود الهائل في قلب درب التبانة يلمح إلى ميزة مخفية مثيرة (صورة)
وقال أنتوني ريدهيد، رئيس فريق الدراسة، وهو أستاذ فخري في علم الفلك في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا: “منظمات المجتمع المدني هذه ليست شابة. لا يمكنك وصف كلب يبلغ من العمر 12 عامًا بأنه شاب على الرغم من أنه عاش حياة أقصر من حياة الإنسان البالغ”. تصريح. “هذه الأجسام هي أنواع متميزة خاصة بها تعيش وتموت خلال آلاف السنين، بدلا من ملايين السنين الشائعة في المجرات ذات النفاثات الأكبر.”
تناول الثقوب السوداء يمنح المجرات حياة كلب
لحل لغز منظمات المجتمع المدني والكشف عن طبيعتها الحقيقية، أمضى ريدهيد وزملاؤه عامين في البحث عن 3000 مرشح من منظمات المجتمع المدني في الأدبيات السابقة والبيانات الفلكية من المصفوفة الأساسية الطويلة جدًا (VLBA) وغيرها من التلسكوبات الراديوية عالية الدقة.
“تعد عمليات رصد VLBA هي الأكثر تفصيلاً في علم الفلك، حيث تقدم صورًا بتفاصيل تعادل قياس عرض شعرة الإنسان على مسافة 100 ميل [160 kilometers]”، قال ريدهيد.
وأكد الفريق أن 64 من هؤلاء المرشحين هم منظمات المجتمع المدني، واكتشف أيضًا 15 مجرة إضافية من هذه المجرات النادرة. وبتحليل منظمات المجتمع المدني هذه، خلص الفريق إلى أن هذه الأنواع النادرة من المجرات تطرد نفاثات لمدة 5000 عام فقط أو أقل ثم تتلاشى.
وقال عضو الفريق فيكرام رافي، الأستاذ المساعد في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا: “إن طائرات CSO هي طائرات نشطة للغاية، ولكن يبدو أنها تتوقف عن العمل”. “تتوقف الطائرات عن التدفق من المصدر.”
حدد الفريق هوية المشتبه به في انبعاث هذه النفاثات، حيث افترضوا أنه في قلب منظمات المجتمع المدني توجد ثقوب سوداء هائلة تمزق النجوم التي تقترب منها كثيرًا فيما يسمى “أحداث اضطراب المد والجزر”، أو TDEs.
عندما تقترب النجوم كثيرًا من ثقب أسود، فإن الجاذبية الهائلة لهذا الأخير تولد قوى مد قوية داخل الجسم النجمي. تعمل قوى المد والجزر هذه على تمديد النجم عموديًا بينما تسحقه أفقيًا، وهي عملية تسمى “المعكرونة”.
تلتف هذه المعكرونة النجمية لتشكل قرصًا من المادة يلتهمه الثقب الأسود الهائل تدريجيًا. لكن الثقوب السوداء آكلة فوضوية، وبعض هذه المادة النجمية يتم توجيهها إلى أقطاب هذه الوحوش الكونية. ومن هناك، يتم تفجير بعض المواد بعيدًا على شكل نفاثات. تصاحب عملية TDE هذه انبعاثات ضوئية ساطعة بشكل لا يصدق تعلن عن تغذية الثقوب السوداء الهائلة لعلماء الفلك.
وأوضح ريدهيد: “نعتقد أن نجمًا واحدًا يتمزق، ثم يتم توجيه كل هذه الطاقة إلى نفاثات على طول المحور الذي يدور حوله الثقب الأسود”. “يبدأ الثقب الأسود العملاق غير مرئي بالنسبة لنا، وبعد ذلك عندما يبتلع نجمًا، يحدث انفجار! الثقب الأسود لديه وقود، ويمكننا رؤيته”.
ومع ذلك، ليس أي نجم فقط هو الذي يمكن أن يكون الوجبة الكونية الفوضوية التي توقظ ثقبًا أسود كمنظمة مجتمع مدني. يعتقد الفريق أنه فقط عندما يتم تمزيق نجم ضخم حقًا بواسطة ثقب أسود هائل في TDE، يتم إنشاء منظمات المجتمع المدني.
وأوضح رافي: “إن TDEs التي رأيناها سابقًا استمرت لبضع سنوات فقط”. “نعتقد أن TDEs الرائعة التي تغذي منظمات المجتمع المدني تدوم لفترة أطول بكثير لأن النجوم المتعطلة كبيرة جدًا في الحجم، أو ضخمة جدًا، أو كليهما.”
تمكن ريدهيد وزملاؤه أيضًا من إنشاء “ألبوم عائلي كوني” يوضح كيفية تطور منظمات المجتمع المدني وطائراتها بمرور الوقت. تمتلك منظمات المجتمع المدني الأصغر سنًا نفاثات أقصر تكون أقرب إلى الثقب الأسود المركزي الهائل، بينما تمتلك منظمات المجتمع المدني الأكبر سنًا نفاثات أطول تمتد بعيدًا عن موقع TDE.
وقرر الفريق أنه في حين أن الغالبية العظمى من منظمات المجتمع المدني سوف تموت، فإن 1٪ منهم سيستمرون في إقامة أحداث طويلة الأمد مع نفاثات ممتدة مثل تلك التي شوهدت في Cygnus A، وهو ثقب أسود بعيد هائل تستهدف نفاثاته الأرض. فئة من الكائنات تسمى بليزار.
في تلك الأحداث الطويلة الأمد التي تحدث بنسبة 1 من كل 100، يشير الباحثون إلى أن الثقب الأسود المركزي يتغذى من الغاز والغبار الإضافي الناتج عن اندماج مجرته المضيفة مع مجرة أخرى.
قصص ذات الصلة:
– “الفواق” الغامضة للثقب الأسود الهائل ناتجة على الأرجح عن “لكمات” الثقب الأسود المجاور
– ألمع نجم زائف على الإطلاق يستمد طاقته من ثقب أسود يلتهم “شمسًا يوميًا”
– وجد العلماء ثقبًا أسودًا نجمًا معكرونًا قريبًا بشكل ملحوظ من الأرض
بالنسبة لريدهيد، تدعم هذه النتائج النظرية التي طرحها لأول مرة في التسعينيات، عندما تم اكتشاف ثلاث منظمات مجتمع مدني فقط. لم يتم التعرف على هذه الفكرة في الغالب من قبل المجتمع العلمي الأوسع عندما تم اقتراحها لأول مرة، ولكن يجب أن تكتسب زخمًا مع هذه الأدلة الجديدة.
قال ريدهيد: “لقد تم نسيان الفرضية تقريبًا لأن السنوات مرت قبل أن تبدأ الأدلة الرصدية في التزايد بالنسبة لـ TDEs”. “هذه الأشياء هي في الواقع مجموعة متميزة لها أصلها المميز، والأمر متروك لنا الآن لمعرفة المزيد عنها وكيف ظهرت.
“إن القدرة على دراسة هذه الأجسام على فترات زمنية تمتد من سنوات إلى عقود بدلاً من ملايين السنين قد فتحت الباب أمام مختبر جديد تمامًا لدراسة الثقوب السوداء الهائلة والمفاجآت العديدة غير المتوقعة وغير المتوقعة التي تحملها.”
نُشر بحث الفريق الشهر الماضي عبر ثلاث دراسات في مجلة الفيزياء الفلكية.