قد تكون الثقوب السوداء الجشعة الهائلة التي تطلق ضوءًا قويًا مخفية في قلب المجرات التي تولد النجوم. يمكن أن يساعد هذا الاكتشاف الباحثين على فهم أفضل لكيفية نمو المجرات.
هائل الكوازارات مشغل بواسطة الثقوب السوداء هي المسؤولة عن بعض أقوى وألمع انبعاثات الضوء في الكون، غالبًا ما يفوق سطوع الضوء المشترك لكل نجم في المجرة المحيطة بهم. يتم إنشاء هذه الانبعاثات عندما تسخن الثقوب السوداء وتمزق المواد المحيطة بها، وتستهلك بعضها وتوجه البعض الآخر إلى نفاثات قريبة من سرعة الضوء تنطلق من أقطابها.
ومع ذلك، على الرغم من هذا النشاط، قد يكون من الصعب رؤية النجوم الزائفة من خلالها أرض. يمكن أن يتم حجب هذه العمالقة الكونية المغذية – والإشعاع المنبعث من حولهم – بواسطة الغاز والغبار الموجود في المجرات المحيطة بهم. في السابق، اقترح العلماء أن الطريقة الوحيدة التي يمكن للمجرات أن تخفي بها النجوم الزائفة بشكل فعال هي حلقة سميكة من الغبار، أو طارة، بالقرب من الثقب الأسود الهائل الذي يغذيها. يُظهر هذا البحث الجديد أن هناك طريقة أخرى لبعض المجرات “لدفن” النجوم الزائفة بمواد أبعد.
“الضوء القادم من النجوم الزائفة يتفاعل أيضًا مع المواد الموجودة في مكان أبعد في المجرة المضيفة، بينما كنا نعتقد سابقًا أن معظم هذا التفاعل كان مع المواد التي تغذي الثقب الأسود الفائق المركزي،” قالت قائدة البحث كارولينا أندوني، العالمة في مركز جامعة دورهام لعلم الفلك خارج المجرة. في المملكة المتحدة، لموقع Space.com. “كان هذا الغبار الذي يحجب الكوازار بمثابة مفاجأة في الواقع. ولم نكن نتوقع أن نلاحظ ذلك.”
متعلق ب: من المثير للدهشة أن تلسكوبًا كبيرًا جدًا يجد كوكبًا خارج المجموعة الشمسية كامنًا في نظام نجمي مكون من ثلاثة أجسام
لاكتشاف أن المزيد من سحب الغبار البعيدة يمكن أن تحجب النجوم الزائفة، شرع الفريق بقيادة دورهام في مراقبة عينة من “الكوازارات المغبرة” باستخدام مصفوفة أتاكاما المليمترية الكبيرة (ALMA) في شمال تشيلي. ALMA عبارة عن مجموعة من 66 تلسكوبًا قادرة على النظر عبر غبار الأجسام البعيدة باستخدام أطوال موجية طويلة من الضوء، مثل الأشعة تحت الحمراء أو الأطوال الموجية الباعثة للحرارة.
وباستخدام المصفوفة، وجد الفريق أن هذه النجوم الزائفة المغبرة تميل إلى التواجد في المجرات التي تمر بنوبات شديدة من تكوين النجوم، والتي تسمى “مجرات الانفجار النجمي”.
“كانت النتيجة الرئيسية لبحثنا هي أن هذه النجوم الزائفة التي تحجبها كميات كبيرة من الغاز والغبار من المرجح أن تعيش في هذه المجرات ذات الانفجار النجمي، وهي مجرات تشكل كمية هائلة من النجوم “- أكثر من 100 أو حتى 200 نجم مثل شمسنا سنويًا”، قال أندوني. “في هذه الأنظمة، تحتوي المجرة نفسها على كمية كبيرة جدًا من الغاز والغبار الذي يشكل النجوم، وهذا لا يسمح للضوء القادم من الكوازار للهروب.”
وأضافت أن الغاز والغبار يمكن أن يكونا سميكين وكثيفين مثل الجدار. على غرار كيف أن مؤشر الليزر الموجه إلى الحائط لا يسمح للضوء بالتألق عبر الجدار، فإن هذه المادة الكثيفة تحجب انبعاث الضوء المرئي القادم من الكوازار. وبالتالي، فإن الطريقة الوحيدة لرؤية هذه النجوم الزائفة هي في ضوء الأشعة تحت الحمراء أو عن طريق انبعاثات الأشعة السينية، على الرغم من أن هناك حالات لا تتمكن فيها حتى الأشعة السينية عالية الطاقة من الهروب.
يكون الارتباط بين المجرات النجمية والكوازارات المدفونة أقوى عندما يتغذى النجم الزائف المركزي بسرعة، وبالتالي يمر بطفرة نمو مكثفة. وبالتالي، فإن الكوازارات المدفونة ومجراتها قد تمثل في الواقع مرحلة مبكرة من تطور المجرة تكون خلالها المجرات الشابة غنية بالغاز البارد والكثيف والغبار، مما يغذي معدلات عالية من تكوين النجوم ونمو الثقوب السوداء.
وتشير النتائج التي توصل إليها الفريق إلى أنه قد يكون هناك عدد من النجوم الزائفة في الكون أكثر مما كان يعتقد. قد تكون العديد من النجوم المكونة للنجوم نشطة الثقوب السوداء الهائلة وتشير الدراسة إلى أن هذه الكائنات تتواجد في قلوبهم وتمنع انبعاث الكوازارات منها.
وقال أندوني: “إحدى النتائج الرئيسية للبحث هي أن هذه المجرات التي تشكل الكثير من النجوم ربما تخفي النجوم الزائفة في مركزها”. “من المحتمل أن بعض هذه المجرات التي لم نعتقد أنها تحتوي على نجوم زائفة في مركزها، تخفي نجمًا زائفًا لا يمكننا رؤيته في الضوء البصري.”
قصص ذات الصلة:
– يساعد الغاز الدوامي العلماء على تحديد كتلة الثقب الأسود الهائل في درب التبانة
– درب التبانة مقابل M87: تُظهر صور Event Horizon Telescope ثقبين أسودين وحشيين مختلفين تمامًا
– ربما اكتشف علماء الفلك أقرب الثقوب السوداء إلى الأرض
أجرى الفريق هذه الدراسة من خلال مراقبة 600 كوازار مغبر. هناك المزيد من العمل على سطح السفينة لتأكيد النتائج ولربط النجوم الزائفة المغبرة بشكل أفضل مع المجرات النجمية، قال أندوني إن المجموعة تعتزم مراقبة ما يصل إلى 60 ألف نجم زائف.
وأضاف أندوني: “أنا في السنة الأخيرة من درجة الدكتوراه، لذا كان من الرائع حقًا العثور على هذه النتائج المذهلة لأنها تمنحني العديد من الأفكار حول كيفية مواصلة بحثي بعد الدكتوراه”.
ورقة تفصيلية لبحث الفريق تم نشره في 6 أكتوبر في الإشعارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية.