هل تساءلت يومًا عما سيكون عليه الحال عند ملاحظة ما يحدث لمجرة بالقرب من ثقب أسود؟ بالنسبة لنا جميعًا الذين يتذكرون فيلم ديزني الرائع ، ستكون تجربة رائعة - إن لم تكن منومة -. الآن ، بفضل أدوات المراقبة القوية في صفيف Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) ، أتيحت الفرصة لفريقين من علماء الفلك الدوليين لدراسة نفاثات الثقوب السوداء بالقرب من نوى المجرات الخاصة بهم ومعرفة مدى تأثيرها على جوارهم. التقط الباحثون أفضل رؤية حتى الآن لسحب غاز جزيئي يحيط بثقب أسود هادئ قريب ، وقد تم منحهم نظرة مفاجئة على قاعدة طائرة ضخمة بالقرب من طائرة بعيدة.
هذه ليست خفيفة الوزن. تدرس الثقوب السوداء التي يدرسها علماء الفلك عدة مليارات من الكتل الشمسية وتجعل منازلهم في قلب جميع المجرات تقريبًا في الكون - بما في ذلك درب التبانة. ذات مرة ، كانت هذه الظواهر المجرية الغامضة مخلوقات مشغولة. لقد امتصوا كميات كبيرة من المادة من محيطهم ، يلمعون مثل المنارات الساطعة. تدفع هذه الثقوب السوداء المبكرة كميات صغيرة من المادة التي استوعبتها من خلال الطائرات القوية للغاية ، لكن نظرائهم الحاليين ليسوا نشطين تمامًا. في حين أن الأشياء قد تغيرت قليلاً مع مرور الوقت ، إلا أن ارتباط طائرات الثقب الأسود ومحيطها لا يزال يلعب دورًا حاسمًا في كيفية تطور المجرات. في أحدث الدراسات ، نشر كلاهما اليوم في مجلة علم الفلك والفيزياء الفلكية ، استخدم الفلكيون ALMA للتحقيق في نفاثات الثقب الأسود بمقاييس مختلفة جدًا: ثقب أسود قريب وهادئ نسبيًا في المجرة NGC 1433 وجسم بعيد ونشط جدًا يسمى PKS 1830-211.
"كشفت ALMA عن بنية لولبية مدهشة في الغاز الجزيئي بالقرب من مركز NGC 1433" ، كما تقول فرانسواز كومبس (Observatoire de Paris ، فرنسا) ، المؤلف الرئيسي للورقة الأولى. وهذا يفسر كيفية تدفق المواد لتغذية الثقب الأسود. مع الملاحظات الجديدة الحادة من ALMA ، اكتشفنا نفاثة من المواد تتدفق بعيدًا عن الثقب الأسود ، تمتد لمدة 150 سنة ضوئية فقط. هذا هو أصغر تدفق جزيئي من هذا القبيل لوحظ على الإطلاق في مجرة خارجية. "
هل تحتاج إلى تعليقات؟ حسنًا ، هذا هو بالضبط ما تسمى هذه العملية. قد تنيرنا "التغذية الراجعة" للعلاقة بين كتلة الثقب الأسود وكتلة انتفاخ المجرة المحيطة. يستهلك الثقب الأسود الغاز ويصبح نشطًا ، ولكن بعد ذلك يخلق نفاثات تطهر الغاز من مكانه هذا يوقف تكوين النجوم ويتحكم في نمو الانتفاخ المركزي. في PKS 1830-211 ، شهد إيفان مارتي فيدال (جامعة تشالمرز للتكنولوجيا ، مرصد أنسالا للفضاء ، أنسالا ، السويد) وفريقه ثقبًا أسود فائقًا مع طائرة ، "ولكن أكثر إشراقًا وأكثر نشاطًا في الكون المبكر. إنه أمر غير اعتيادي لأن ضوءه اللامع يمر بمجرة ضخمة متداخلة في طريقه إلى الأرض ، وينقسم إلى صورتين بواسطة عدسة الجاذبية. "
هل الثقوب السوداء الهائلة تأكل الفوضى؟ تتحدى. كانت هناك مناسبات يستهلك فيها الثقب الأسود الهائل كمية هائلة من الكتلة بشكل غير متوقع والتي بدورها تقوم بشحن التوربينات بقوة الطائرات وتضيء خرج الإشعاع إلى ذروة إنتاج الطاقة. تنبعث هذه الطاقة كأشعة جاما ، وهي أقصر طول موجي وأعلى شكل من أشكال الطاقة من الإشعاع الكهرومغناطيسي. والآن قامت ALMA ، بالصدفة ، بإلقاء القبض على أحد هذه الأحداث كما حدث في PKS 1830-211.
"ملاحظة ALMA لهذه الحالة من عسر الهضم ثقب أسود كانت مصادفة تماما. كنا نراقب PKS 1830-211 لغرض آخر ، ثم رصدنا تغييرات طفيفة في اللون والكثافة بين صور عدسة الجاذبية. تقول سيباستيان مولر ، وهي شركة - مؤلف الورقة الثانية.
كما هو الحال مع جميع الملاحظات الفلكية ، فإن مفتاح الاكتشاف هو التأكيد. هل ظهرت نتائج ALMA في مشاهدات تلسكوبية أخرى؟ الجواب نعم. بفضل مراقبة الملاحظات باستخدام تلسكوب Fermi Gamma-ray Space Telescope التابع لوكالة ناسا ، كان هناك توقيع محدد لأشعة غاما حيث يجب أن يكون بالضبط. وأيًا كان المسؤول عن زيادة الإشعاع بأطوال الموجة الطويلة لـ ALMA ، فقد كان مسؤولًا أيضًا عن جعل ضوء طائرة الثقب الأسود يتوهج بشكل مثير للإعجاب.
يضيف سيباستيان مولر: "هذه هي المرة الأولى التي يتم فيها إنشاء اتصال واضح بين أشعة جاما وموجات الراديو دون المليمتر كأنه قادم من القاعدة الحقيقية لطائرة الثقب الأسود".
ولكن ليست نهاية القصة. انها البداية فقط. ستستمر ALMA في التحقيق في الأعمال الغامضة لنفاثات الثقب الأسود الهائلة - سواء القريبة أو البعيدة. تراقب كومبس وفريق التحقيق الخاص بها بالفعل مجرات نشطة قريبة مع ALMA ، وحتى كائن فريد مفهرس في PKS 1830-211. سيستمر البحث ، وقد يكون لدينا في يوم من الأيام إجابات على العديد من الأسئلة.
ويختتم إيفان مارتي فيدال قائلاً: "لا يزال هناك الكثير مما يمكن تعلمه حول كيف يمكن للثقوب السوداء أن تخلق هذه الطائرات النفاثة الضخمة من المادة والإشعاع". "لكن النتائج الجديدة ، التي تم الحصول عليها حتى قبل اكتمال ALMA ، تظهر أنها أداة قوية بشكل فريد لفحص هذه الطائرات - والاكتشافات بدأت للتو!"
المصدر الأصلي للقصة: نشرة إسو الإخبارية.
