ثقب أسود تم اكتشافه حديثًا يحطم الأرقام القياسية، ويكشف عن أشياء جديدة حول كيفية تشكل هذه الأجسام.
تم ربط تلسكوبين فضائيين لفحص عملاق الثقب الأسود التي لديها كتلة تساوي تقريبا galaxy التي تستضيفه. إنها بداية مبكرة: المجرة كانت موجودة بعد 470 مليون سنة فقط من ظهورها الانفجار العظيم التي شكلت عالمنا منذ حوالي 13.8 مليار سنة. وبالتالي فإن وجود هذا الثقب الأسود يعد دليلًا كبيرًا على كيفية تشكل الثقوب السوداء الهائلة في مركز المجرات.
الثقوب السوداء هي أجسام كثيفة للغاية وبمثل هذه الكثافة جاذبية وأنه حتى الضوء لا يمكنه الإفلات إذا اقترب كثيرًا. يعد الثقب الأسود الجديد بمثابة تحطيم للأرقام القياسية: فهو الأبعد حتى الآن الذي تم رصده في الأشعة السينية. وعلى هذا النحو، فإن الملاحظات من ناسا‘س تلسكوب جيمس ويب الفضائي (Webb أو JWST) والوكالة مرصد شاندرا للأشعة السينية التقط الثقب الأسود في مرحلة من نموه لم يسبق لها مثيل.
متعلق ب: الثقوب السوداء: كل ما تحتاج إلى معرفته
رصد تلسكوب جيمس ويب الفضائي لأول مرة الضوء الضعيف للمجرة المبكرة، والتي تسمى UHZ1. تبلغ كتلة المجرة حوالي 140 مليون مرة كتلة الشمس. رأى تلسكوب جيمس ويب الفضائي المجرة بسبب عدسة الجاذبية، عندما أدت جاذبية مجموعة المجرات الضخمة في المقدمة، Abell 2744، إلى تضخيم ضوء UHZ1.
عندما تابع تشاندرا UHZ1 وراقبه لمدة أسبوعين، اكتشف أشعة سينية قوية قادمة من قرص من الغاز يدور في مجال الجاذبية لكوكب. ثقب أسود عملاق في قلب المجرة البعيدة.
وقال أكوس بوجدان من مركز هارفارد سميثسونيان للفيزياء الفلكية: “كنا بحاجة إلى ويب للعثور على هذه المجرة البعيدة بشكل ملحوظ، وشاندرا للعثور على ثقبها الأسود الهائل”. إفادة الاثنين (6 نوفمبر). بوجدان هو المؤلف الرئيسي لورقة بحثية في علم الفلك الطبيعة يصف ملاحظات الأشعة السينية وتوقيع الثقب الأسود، ويعتمد بشكل أساسي على تشاندرا ولكنه يتضمن أيضًا بيانات ويب.
وبالحكم على سطوع وشدة الأشعة السينية المرتبطة بقوة جاذبية الثقب الأسود، فإن كتلة الثقب الأسود تتراوح بين عشرات الملايين إلى مئات الملايين من كتلة الشمس، أي ما يعادل كتلة المجرة المضيفة لها.
متعلق ب: يمكن للمجرات التي تولد النجوم أن تخفي ثقوبًا سوداء هائلة الحجم خلف جدران من الغبار
ومع ذلك، لا يزال UHZ1 صغيرًا إلى حد ما بالنسبة للمجرة. نماذج من تشكيل المجرة وصف كيف تبدأ صغيرة ثم تنمو من خلال عمليات الاندماج، إما مع المجرات الأخرى أو السحب الغازية العملاقة بين المجرات. ما لا يفهم جيدا هو كيف تتشكل الثقوب السوداء الهائلة.
هناك نوعان من النظريات المرشحة لشرح تشكيلها. الأول هو أنها تشكلت من خلال عمليات اندماج سريعة للثقوب السوداء ذات الكتلة النجمية التي تنتجها النجوم المتفجرة. والاحتمال الآخر هو أن الثقوب السوداء الهائلة تشكلت مباشرة من سحابة غازية منهارة كانت كتلتها تتراوح بين 10000 و100000 مرة ضعف كتلة كوكبنا. الشمس.
ويشير البحث الجديد إلى أن الثقب الأسود المكتشف حديثا ولد كبيرا، حيث تقدر كتلته بنحو 10 ملايين و100 مليون شمس عند حساب سطوع الأشعة السينية وطاقتها.
“هناك حدود فيزيائية لمدى سرعة نمو الثقوب السوداء بمجرد أن تتشكل، ولكن الثقوب السوداء التي تولد أكثر ضخامة تكون لها السبق. إن الأمر يشبه زراعة شتلة، والتي تستغرق وقتًا أقل لتنمو لتصبح شجرة كاملة الحجم مما لو كانت وقال أندي جولدينج من جامعة برينستون: “لقد بدأت ببذرة فقط”. غولدينغ هو المؤلف الرئيسي لورقة 22 سبتمبر في رسائل مجلة الفيزياء الفلكية الذي يعرض مسافة المجرة وكتلتها، وشارك في تأليف ورقة بحثية جديدة بعنوان Nature Astronomy.
قصص ذات الصلة:
– يواجه التلسكوبان الفضائيان هابل وشاندرا التابعان لناسا تخفيضات محتملة في الميزانية: تقرير
– “عظام” اليد الكونية التي تم الكشف عنها في مشاهدات مخيفة لتلسكوب الأشعة السينية التابع لناسا (فيديو، صورة)
– سديم كارينا يتلألأ في منظر جديد رائع من هابل (صورة)
يقع سطوع وطاقة الأشعة السينية في النطاق الذي تم التنبؤ به في الحسابات التي أجراها عالم الفيزياء الفلكية النظرية بريامفادا ناتاراجان من جامعة ييل، مما أدى إلى إنشاء “ثقوب سوداء ضخمة” تتشكل مباشرة من انهيار سحابة الغاز.
وقال ناتاراجان في نفس البيان: “نعتقد أن هذا هو أول اكتشاف لثقب أسود ضخم، وأفضل دليل تم الحصول عليه حتى الآن على أن بعض الثقوب السوداء تتشكل من سحب ضخمة من الغاز”. “للمرة الأولى، نشهد مرحلة قصيرة حيث يزن ثقب أسود هائل حوالي نفس وزن الثقب الأسود النجوم في مجرتها قبل أن تتخلف.”
في معظم المجرات الحديثة، تبلغ كتلة الثقب الأسود الهائل عُشر كتلة المجرة المضيفة له فقط. ترتبط كتلة الثقب الأسود أيضًا بالكتلة النجمية لـ a مجرة حلزونيةالانتفاخ المركزي، أو الكتلة الكلية لل مجرة إهليلجية. ومن خلال مشاهدة ثقب أسود نشط في هذه المرحلة من النمو، يمكن أن تلقي الملاحظات الضوء على كيفية حدوث هذا الارتباط. وفي كلتا الحالتين، من المؤكد أن UHZ1 لديه الكثير من النمو ليتجاوز نمو ثقبه الأسود.