Suche
Mein Konto
من خلال تمشيط الصور التي تم التقاطها على مدى عقدين ونصف من أرشيفات تلسكوب هابل الفضائي، ربما اكتشف علماء الفيزياء الفلكية دليلاً على وجود ثقب أسود قريب يمكن أن يكون أكبر بـ 8200 مرة على الأقل من كتلة الشمس.
وإذا تمكنت دراسات أخرى من تأكيد النتائج، فسيكون هذا الجسم ثاني أكبر ثقب أسود موجود في مجرتنا. ويمكن أيضًا أن يكون أقوى منافس لثقب أسود متوسط، وهو جسم في "الأرض الحرام" الغامضة بين الثقوب السوداء "فائقة الكتلة" التي يُعتقد أنها تقع في مركز معظم المجرات والمجرات الأصغر بكثير التي تزن حوالي نجم واحد كبير.
النجوم سريعة الحركة
قام عالم الفيزياء الفلكية ماكسيميليان هابرلي - بمعهد ماكس بلانك لعلم الفلك في هايدلبرج بألمانيا - وزملاؤه بفحص أكثر من 500 صورة لـ ω Centauri، وهو عنقود نجمي كثيف يضم 10 ملايين نجم، على بعد حوالي 18000 سنة ضوئية (5.43 كيلو فرسخ فلكي) من النظام الشمسي. تم التقاط الصور في المقام الأول لمعايرة أدوات تلسكوب هابل على مر السنين.
قام الفريق بدمج الصور معًا لإعادة بناء حركة أكثر من 150 ألف نجم في العنقود. يقول هابيرلي إن معظم النجوم تتحرك كما تتنبأ النماذج النظرية. "ولكن بعد ذلك كان هناك من تحرك بشكل أسرع." كانت سبعة نجوم، جميعها بالقرب من مركز ω Centauri، تتحرك بسرعة كبيرة جدًا بحيث لا يمكن أن تمسكها جاذبية العنقود وحدها.
ويشير هذا إلى أن النجوم تسارعت نتيجة لجاذبية جسم ضخم، مثل الثقب الأسود. من سرعة النجوم، يجب أن يزن ما لا يقل عن 8200 كتلة شمسية، ولكن يمكن أن يصل وزنه إلى 50000 شمس. يقول هابيرلي: "لم نكن نعرف مسبقًا ما إذا كنا سنعثر عليه أم لا". "لقد كان الأمر محفوفًا بالمخاطر بعض الشيء ولم نتمكن من العثور على أي شيء."
يقول جيري جيلمور، عالِم الفيزياء الفلكية بجامعة كامبريدج بالمملكة المتحدة: "إنها تجربة صعبة"، والدليل على وجود ثقب أسود "لا يزال بعيدًا جدًا عن أن يكون قاطعًا". على وجه الخصوص، لا تظهر البيانات حتى الآن أي علامات على المسارات التي تدور حول بعضها البعض كما هو متوقع من جسم ضخم، كما هو الحال بالنسبة للنجوم التي تدور حول جسم ضخم. في حالة القوس A*، الثقب الأسود الذي تبلغ كتلته 4.3 مليون كتلة شمسية في مركز درب التبانة، سنوات من المراقبة وجدت أدلة دامغة على مثل هذه المسارات المنحنية - واحدة للباحثين الرائدين في عام 2020 جائزة نوبل تلقى. اكتشف تلسكوب جايا الفضائي أيضًا بعض الثقوب السوداء النائمة على شكل نجمة نتيجة لحركة نجم مرافق واحد 2.
تم اكتشاف معظم الثقوب السوداء في العقود الخمسة الماضية باستخدام الإشعاع مثل الأشعة السينية أو موجات الراديو 3يتم إنتاجه بواسطة غاز شديد السخونة يتصاعد إلى الحفرة. التلميح الأول لوجود القوس A* كان في الواقع مصدرًا باردًا للراديو - على الرغم من أنه ليس مصدرًا ساطعًا للغاية. ولكن لم يتم العثور على مثل هذه الانبعاثات في ω Centauri.
الأوزان الوسطى الغامضة
من الواضح أن كتلة الجسم المرشح في ω Centauri تضعه في نطاق الثقوب السوداء المتوسطة، بشكل عام بين 100 و100000 كتلة شمسية. حتى الآن، الدليل الوحيد القوي على وجود ثقوب سوداء في هذه المنطقة يأتي من اكتشاف موجات الجاذبية الناتجة عن اندماج ثقبين أسودين. وقد لوحظ أحد هذه الأحداث في عام 2019 يقال أنه خلق جسمًا تبلغ كتلته حوالي 150 كتلة شمسية.
إن البحث عن الثقوب السوداء متوسطة الحجم له تاريخ طويل من الادعاءات التي تم فضحها لاحقًا. ولطالما اشتبه علماء الفيزياء الفلكية في أن بعض مصادر الأشعة السينية "فائقة السطوع" يمكن أن تكون ثقوبًا سوداء بهذا الحجم. لكن تبين الآن أن معظم هذه النجوم المرشحة هي نجوم نيوترونية، تتألق بشكل غير عادي من خلال امتصاص المواد شديدة الحرارة من نجم مرافق. تقول جوزيبينا فابيانو، عالمة الفيزياء الفلكية في مركز هارفارد سميثسونيان للفيزياء الفلكية في كامبريدج، ماساتشوستس: "من المرجح أن تكون هذه مرتبطة بالأنظمة الثنائية الشابة "الطبيعية".
لا تزال هناك أسئلة كبيرة، بما في ذلك كيف تصبح بعض الثقوب السوداء فائقة الكتلة وما إذا كانت نتيجة عمليات اندماج متعددة، بدءًا من الثقوب السوداء النجمية ومرورًا بكتل متوسطة مثل تلك المرشحة في ω Centauri.
ويخطط الفريق الآن لإجراء دراسات متابعة باستخدام تلسكوب جيمس ويب الفضائي، كما يقول هابرلي. في حين أن بيانات هابل سوف تظهر فقط كيف تتحرك النجوم عبر مجال الرؤية، فإن أطياف النجوم سوف تظهر كيفية تحركها على طول خط البصر، مما يسمح لعلماء الفلك بإعادة بناء سرعاتهم ثلاثية الأبعاد كاملة.