اكتشاف ثقب أسود متوسط الكتلة في مركز مجرتنا!

حقق فريق من الباحثين اكتشافًا رائدًا، حيث تم الكشف عن ثقب أسود متوسط الكتلة في مركز مجرتنا. يلقي هذا الاكتشاف الرائع ضوءًا جديدًا على المنطقة الأكثر كثافة في المجرة، حيث تدور النجوم والغاز حول ثقب أسود هائل يسمى (SgrA*).

استخدم فريق الاكتشاف، بقيادة فلوريان بايسكر، مجموعة من التلسكوبات القوية لكشف أسرار العنقود النجمي (IRS 13). النتائج التي توصلوا إليها لها آثار مهمة على فهمنا لتطور المجرة. ودور الثقوب السوداء بداخلها. ومع وجود حوالي عشرة ثقوب سوداء متوسطة الكتلة فقط في الكون بأكمله، يعد هذا الاكتشاف إضافة نادرة ومثيرة لمجال الفيزياء الفلكية.

أسرار قلب مجرة درب التبانة

في قلب مجرة درب التبانة، يقع الثقب الأسود الهائل المسمى منطقة الرامي أ ( (SgrA*) Sagittarius A*) الذي أبهر العلماء لعقود من الزمن. ومع ذلك، فإن قلب المجرة يحمل العديد من الأسرار، وأحد أكثر الأسرار إثارة للاهتمام هو وجود الثقوب السوداء متوسطة الكتلة (IMBHs).

ويُعتقد أن الثقوب السوداء متوسطة الكتلة تلعب دورًا حاسمًا في تطور المجرات، حيث تؤثر على نمو الثقوب السوداء فائقة الكتلة (Supermassive black hole) وتشكيل البنية العامة للمجرة. على الرغم من أهميتها، لا تزال الثقوب السوداء متوسطة الكتلة غير مفهومة جيدًا، وقد ثبت أن اكتشافها يمثل تحديًا.

إن دراسة نواة المجرة تشبه التنقل عبر غابة كثيفة، حيث تحجب النجوم والغاز والغبار رؤيتنا. وتعمل التلسكوبات بمثابة مرشدين لنا، حيث تساعدنا على اكتشاف هذا الغموض. من خلال الجمع بين الملاحظات من هذه التلسكوبات، يمكن للعلماء معرفة ما يحدث داخل قلب المجرة.

تاريخ رصد الثقوب السوداء

كان البحث عن الثقوب السوداء بمثابة رحلة مثيرة لعلماء الفيزياء الفلكية، ولها تاريخ غني يعود تاريخه إلى أوائل القرن العشرين. في الستينيات، اقترح علماء الفلك لأول مرة وجود هذه الوحوش الكونية، ولكن لم يتم اكتشاف أول ثقب أسود نجمي إلا في التسعينيات. ومنذ ذلك الحين، تكثف البحث، حيث استخدم العلماء تقنيات مبتكرة للكشف عن هذه الثقوب السوداء.

أحد التحديات الأساسية في رصد الثقوب السوداء هو أن هذه الأجسام لا ينبعث منها أي ضوء، مما يجعلها غير مرئية لتلسكوباتنا. وبدلًا من ذلك، يعتمد علماء الفلك على أساليب غير مباشرة، مثل مراقبة حركة النجوم القريبة أو انبعاث الأشعة السينية والإشعاع من الغاز الساخن الذي يحوم حولها.

كان اكتشاف أول ثقب أسود متوسط ​​الكتلة في عام 2000 بمثابة علامة بارزة في هذا المسعى. وكان يُعتقد أن هذه الثقوب السوداء، التي تتراوح كتلتها بين كتلتي الثقوب السوداء النجمية والفائقة الكتلة، نادرة. لكن الاكتشاف الأخير لثقب أسود متوسط ​​الكتلة في مركز مجرتنا قد ألقى ضوءًا جديدًا على وجودها.

تفسيرين محتملين للغز العنقود النجمي (IRS 13)

في قلب مجرتنا، تمت ملاحظة ظاهرة رائعة في العنقود النجمي (IRS 13). فالنجوم الموجودة داخل هذا العنقود، والتي تقع على بعد 0.1 سنة ضوئية فقط من مركز المجرة، تتحرك في نمط منظم بشكل غير متوقع. وهذا أمر مثير للدهشة للغاية، حيث كان العلماء قد توقعوا ترتيبًا عشوائيًا للنجوم. إذن، ما سر هذا السلوك غير العادي؟

ويشير فريق الباحثين الذين يقفون وراء هذا الاكتشاف إلى تفسيرين محتملين لهذا النمط المنظم للنجوم. حيث يمكن أن يكون التفاعل بين (IRS 13) و(SgrA*) هو القوة الدافعة وراء هذه الحركة المنظمة. أو أن هناك كيان ضخم غير مرئي داخل المجموعة يحافظ على شكله العنقود النجمي المدمج.

كشف لغز (IRS 13)

توصل الباحثون إلى اكتشاف رائد يشير إلى وجود ثقب أسود متوسط ​​الكتلة كامنًا في مركز العنقود النجمي (IRS 13). وتم إجراء ملاحظات متعددة الأطوال الموجية باستخدام المقراب الكبير جدا (Very Large Telescope). بالإضافة إلى مصفوف مرصد أتاكاما المليمتري الكبير (Atacama Large Millimeter Array) ومرصد تشاندرا الفضائي للأشعة السينية (Chandra X-ray Observatory).

وأشارت هذه الملاحظات إلى أن السبب وراء الشكل المضغوط لـ (IRS 13) قد يكون ثقبًا أسود متوسط ​​الكتلة يقع في مركز مجموعة النجوم. ويدعم هذا حقيقة أن الباحثين تمكنوا من ملاحظة الأشعة السينية المميزة والغاز المؤين الذي يدور بسرعة عدة مئات من الكيلومترات في الثانية في حلقة حول الموقع المشتبه به للثقب الأسود متوسط ​​الكتلة.

ولكن لماذا يفسر وجود ثقب أسود متوسط ​​الكتلة الشكل المضغوط للعنقود النجمي؟ تكمن الإجابة في الطريقة التي تشوه بها جاذبية الثقب الأسود نسيج الزمكان المحيط بها. إن كرة بولينج ثقيلة موضوعة على ترامبولين، ستؤدي إلى إنشاء انحناء، مما يتسبب في تحرك الأجسام القريبة على طول هذا المنحنى. وبالمثل، فإن الثقب الأسود متوسط ​​الكتلة الموجود في مركز (IRS 13) يخلق جاذبية تحافظ على النجوم في العنقود قريبة من بعضها البعض، مما يؤدي إلى شكلها المضغوط.

وتشير الكثافة العالية غير المعتادة للعنقود النجمي أيضًا إلى وجود ثقب أسود متوسط ​​الكتلة. تخيل مركز مدينة مزدحم، حيث تكون كثافة الناس أعلى بكثير من الضواحي المحيطة. وبطريقة مماثلة، تشير الكثافة العالية للنجوم في (IRS 13) إلى وجود جسم ضخم في المركز، يسحب كل شيء نحوه.

ويعد هذا الاكتشاف حاسما لأنه يسلط الضوء على عملية تطور المجرات. وفقًا لفلوريان بيسكر، المؤلف الأول للدراسة، فإن (IRS 13) يبدو كأنه لبنة أساسية لنمو ثقبنا الأسود المركزي (SgrA*). بمعنى آخر، يمكن أن يكون الثقب الأسود متوسط ​​الكتلة الموجود في مركز (IRS 13) بمثابة نقطة انطلاق حاسمة في تشكيل الثقوب السوداء فائقة الكتلة مثل (SgrA*).

• لماذا سميت مجرة درب التبانة بهذا الاسم؟
• مركبة فوياجر 2 الفضائية ترسل لنا أول رسائلها من الفضاء النجمي
• ما هي العناقيد النجمية؟
• رياح صادرة عن الثقوب السوداء قد تؤثر على تطور المجرات المحيطة!
• الثقب الأبيض نظير الثقب الأسود

نتائج هذه الاكتشاف

أحد النتائج الأكثر إثارة لهذا الاكتشاف هو إمكانية معرفة المزيد عن نمو وتطور الثقوب السوداء فائقة الكتلة مثل (SgrA*). ومن خلال دراسة التفاعل بين الثقب الأسود متوسط ​​الكتلة وعنقود النجوم (IRS 13)، يمكن للعلماء الحصول على رؤى قيمة حول العمليات التي تشكل مراكز المجرات.

علاوة على ذلك، فإن اكتشاف هذا الثقب الأسود متوسط ​​الكتلة يفتح آفاقا جديدة لدراسة الظواهر الكونية. على سبيل المثال، يمكن للأشعة السينية المميزة والغاز المتأين الذي يدور حول الثقب الأسود أن يوفر معلومات قيمة حول ديناميكيات هذه الأجسام القوية. ومع استمرارنا في استكشاف قلب المجرة، قد نكتشف أسرارًا جديدة حول الكون، بدءًا من تكوين النجوم والمجرات وحتى دور الثقوب السوداء في تشكيل التطور الكوني.

المصدر

Another intermediate-mass black hole discovered at the center of our galaxy / science daily