يقوم كوازار لامع، مدعوم بثقب أسود هائل، بإطلاق إشعاعات تدفع سحب الغاز بعيدًا في محيطه لتوليد رياح تصل سرعتها إلى حوالي 36 مليون ميل في الساعة (58 مليون كيلومتر في الساعة). أوه، والكوازار أيضًا قديم قدم الكون نفسه تقريبًا.
يُظهر هذا الاكتشاف، الذي توصل إليه فريق من العلماء بقيادة علماء الفلك من جامعة ويسكونسن ماديسون، الدور الذي يمكن أن تلعبه تغذية الثقوب السوداء الهائلة في قلوب ما يسمى بـ “النوى المجرية النشطة” أو “AGNs” في نحت المجرة الأوسع. المجرات من حولهم.
وتوصل الباحثون إلى النتائج التي توصلوا إليها باستخدام ثماني سنوات من البيانات حول الكوازار SBS 1408+544، الواقع على بعد 13 مليار سنة ضوئية في كوكبة Bootes. تم جمع هذه البيانات من خلال مشروع رسم خرائط صدى الثقب الأسود الذي أجراه مسح سلون الرقمي للسماء (SDSS). يسافر الضوء المنبعث من SBS 1408+544 إلى الأرض منذ 13 مليار سنة؛ وهذا تقريبًا نفس مدة وجود الكون الذي يبلغ عمره 13.8 مليار سنة.
متعلق ب: ربما يكون ثقب أسود ضخم في طور “الاستيقاظ” في مجرة قريبة
في حين يُعتقد أن الثقوب السوداء الهائلة ذات الكتل التي تعادل ملايين، أو في بعض الأحيان مليارات، من الشموس موجودة في قلوب معظم المجرات، إلا أن كل هذه النجوم الزائفة لا تمد بالطاقة. الثقوب السوداء الكوازارية محاطة بالمادة في سحابة دوارة مسطحة تسمى “قرص التراكم” الذي يغذيها تدريجيا بالمواد.
يتسبب تأثير الجاذبية الهائل للثقب الأسود المركزي الهائل للكوازار في حدوث احتكاك وقوى مد وجزر تعمل على تسخين مادة القرص التراكمي، مما يؤدي إلى توهجه بشكل مكثف. بالإضافة إلى ذلك، يتم توجيه المادة التي لا يتم تغذيتها إلى الثقب الأسود الهائل إلى قطبي العملاق الكوني بواسطة مجالات مغناطيسية قوية، حيث يتم تسريعها إلى سرعات قريبة من الضوء ويتم إطلاقها على شكل نفاثات موازية للغاية. وتصاحب هذه النفاثات المزدوجة الصادرة من كل قطب من قطبي الثقب الأسود أيضًا انبعاثات من الإشعاع الكهرومغناطيسي.
لا يقتصر الأمر على أن هذا الإشعاع يجعل بعض النجوم الزائفة أكثر سطوعًا من الضوء المشترك لكل نجم في المجرات المحيطة بها، ولكن هذا الضوء أيضًا يشكل تلك المجرات ويوفر مقياسًا مفيدًا لعلماء الفلك لقياس تأثير الثقوب السوداء على المجرات بشكل عام.
“المواد في ذلك [accretion] وقالت كاثرين جرير، قائدة الفريق وأستاذة علم الفلك بجامعة ويسكونسن ماديسون، في مقال: “يسقط القرص دائمًا في الثقب الأسود، والاحتكاك الناتج عن هذا السحب والسحب يؤدي إلى تسخين القرص ويجعله ساخنًا للغاية ومشرقًا للغاية”. “هذه النجوم الزائفة مضيئة حقًا، ونظرًا لوجود نطاق كبير من درجات الحرارة من الداخل إلى الأجزاء البعيدة من القرص، فإن انبعاثها يغطي كل الطيف الكهرومغناطيسي تقريبًا.”
سمح الضوء الساطع المنبعث من هذا الكوازار لجرير وزملائه بتتبع رياح الكربون الغازي. وقد تم ذلك عن طريق قياس الفجوات في الطيف الواسع من الإشعاع الكهرومغناطيسي المنبعث من الكوازار، مما يشير إلى امتصاص ذرات الكربون للضوء.
وجد الفريق أنه في كل مرة قاموا بقياس طيف الامتصاص هذا عبر 130 ملاحظة لـ SBS 1408+544، كان هناك تحول من الموضع الصحيح لـ “ظل” امتصاص الكربون. وتزايد هذا مع مرور الوقت حيث أدى الإشعاع الصادر عن الكوازار إلى دفع المواد من حوله بعيدًا. وشكلت هذه المادة رياح الثقب الأسود الهائلة التي وصلت سرعتها إلى 36 مليون ميل في الساعة (58 مليون كيلومتر في الساعة)، أي ما يعادل حوالي 45000 ضعف سرعة الصوت.
وقال روبرت ويتلي، القائد المشارك للفريق وخريج علم الفلك بجامعة ويسكونسن ماديسون: “يخبرنا هذا التحول أن الغاز يتحرك بسرعة أكبر طوال الوقت”. “تتسارع الرياح لأنها مدفوعة بالإشعاع المنبعث من قرص التراكم.”
ويشتبه العلماء في أنهم رصدوا رياح ثقب أسود فائقة الكتلة متسارعة من قبل، ولكن هذه هي المرة الأولى التي يتم فيها دعم هذه الملاحظة بأدلة دامغة. تحظى مثل هذه الرياح الكونية باهتمام كبير لدى علماء الفلك، لأن الغاز الذي تحركه هو بمثابة اللبنات الأساسية للنجوم. وهذا يعني أنه إذا كانت رياح الثقب الأسود قوية بما فيه الكفاية، فيمكنها قطع عملية تكوين النجوم، وبالتالي “قتل” المجرات المضيفة لها. ويمكنها أيضًا حرمان الثقوب السوداء المركزية الهائلة من الوقود، مما يؤدي إلى إنهاء أيامها كآلات زائفة.
وهذا يمكن أن يحول مجرة نشطة إلى مجرة هادئة مثل مجرة درب التبانة، والتي، بالإضافة إلى تشكيل النجوم بمعدل بطيء للغاية، لديها أيضًا ثقب أسود “عملاق نائم” في قلبها. إن ثقبنا الأسود Sagittarius A* (Sgr A*) محاط بالمادة القليلة جدًا، لدرجة أن نظامه الغذائي المكون من الغاز والغبار يعادل تناول الإنسان حبة أرز كل مليون عام. وبدلاً من ذلك، يمكن للرياح الصادرة عن الثقوب السوداء فائقة الكتلة أن تضغط الغاز بدلًا من دفعه بعيدًا، مما قد يؤدي إلى نوبات جديدة من تشكل النجوم في المجرات المضيفة لها.
قصص ذات الصلة:
– الصور الكونية: الضوء الأول لمنشأة زويكي العابرة
– خوارزمية المستعر الأعظم تصنف 1000 نجم يحتضر دون أخطاء
– “رقصة” براقة لاثنين من الثقوب السوداء الضخمة التي التقطها تلسكوب سبيتزر الفضائي التابع لناسا
يمكن أيضًا لرياح الثقب الأسود، مثل ذلك النوع الذي شاهده الفريق، أن تنتقل إلى ما هو أبعد من ضواحي المجرات، مما يؤثر على المجرات المجاورة، وفي النهاية، على الثقوب السوداء الهائلة المجاورة في قلب تلك المجرات.
وقال جرير: “الثقوب السوداء الهائلة كبيرة، لكنها صغيرة جدًا مقارنة بمجراتها”. “هذا لا يعني أنهم لا يستطيعون التحدث مع بعضهم البعض، وهذه هي الطريقة التي يتحدث بها أحدهم مع الآخر والتي سيتعين علينا أخذها في الاعتبار عندما نقوم بنمذجة تأثيرات هذه الأنواع من الثقوب السوداء.”
نُشر بحث الفريق في شهر يونيو في مجلة الفيزياء الفلكية.