منجز
معلومة جديدة كل يوم

اكتشف علماء الفلك حركات غازية غريبة بالقرب من مركز مجرتنا

كشفت دراسة جديدة أن علماء الفلك اكتشفوا حركات غير عادية لسحب الغاز بالقرب من مركز مجرتنا ، ويمكنهم توجيه الطريق إلى أكثر أنواع الثقب الأسود مراوغًا . لأطول وقت ، لم نكن متأكدين مما إذا كانت هذه الأنواع من الثقوب السوداء موجودة.

خلص الباحثون الذين يتتبعون الغازات في منتصف مجرة ​​درب التبانة إلى أن الغيوم تدور حول جسم يبلغ ارتفاعه عشرة آلاف مرة كتلة الشمس – ومع ذلك ، عندما ينظرون إلى المكان الذي يجب أن يكون فيه هذا الجسم ، لا يوجد شيء هناك.

التفسير الأكثر وضوحًا هو وجود ثقب أسود هادئ ، واحد لا يتغذى بنشاط ، وبالتالي لا ينبعث منه أي إشعاع يمكن اكتشافه.

شاهد اكتر

يقول الباحثون إنه خامس مرشح من هذا القبيل في مركز المجرة ، وهو دليل متزايد على أنه لا يوجد فقط ثقوب سوداء متوسطة الكتلة ، بل إنها وفيرة في قلب مجرة ​​درب التبانة.

الثقوب السوداء ذات الكتلة المتوسطة هي بالضبط ما تبدو عليه. نحن نعلم أن الثقوب السوداء ذات الكتلة النجمية تصل إلى 100 ضعف كتلة الشمس. أكبر ثقب أسود اكتشفناه في هذا النطاق الشامل هو 62 كتلة شمسية ، تم إنشاؤها من خلال دمج فتحتين أسوديتين في حدث موجة الجاذبية GW150914 .

نحن نعلم أيضًا وجود ثقوب سوداء هائلة ، مثل تلك الثقوب التي تعمل على تشغيل المجرات. إنها تبدأ من حوالي 100000 كتلة شمسية ، لكنها يمكن أن تحصل على كتلة غير مفهومة تقريبًا ، من خلال وسيلة لم نكتشفها بعد.

وتسمى الطبقة التي تقع بينهما – بين 1000 و 100000 كتلة شمسية – ثقوب سوداء متوسطة الكتلة. لقد ظلوا بعيد المنال بشكل استثنائي. هذا يثير أسئلة مثل “هل هي موجودة؟” و “إذا لم تكن موجودة ، لماذا؟” و “إذا كانت موجودة ، فلماذا لا نجدها؟”

نظرًا لأن الثقوب السوداء لا تنبعث منها أي إشعاعات يمكن اكتشافها خاصة بها ، يجب على العلماء أن يبدعوا في البحث. بدلاً من البحث عن الثقوب السوداء ، يبحثون عن الآثار التي قد تحدثها الثقوب السوداء على كائنات أخرى في الفضاء القريب.

يدرس عالم الفيزياء الفلكية شونيا تاكيكاوا من المرصد الفلكي الوطني في اليابان وزملاؤه حركة السحب الفائقة السرعة من الغاز في وسط درب التبانة للمساعدة في الإجابة على هذه الأسئلة.

تم قبول ورقتهم من قبل  The Astrophysical Journal ، وهو متوفر على ملقم ما قبل الطباعة  arXiv .

في السابق ، استخدموا طريقة تتبع الغاز لتحديد مرشح للكتلة السوداء للكتلة السوداء يسجل في حوالي 32000 كتلة شمسية ، وهو ما سينتج أفقًا للحدث – المنطقة الكروية للفضاء حول ثقب أسود لا يمكن للضوء أن يفلت منه – حجمها تقريبًا من كوكب المشتري .

الآن ، قاموا بتطبيقه على سحابة غاز عالية السرعة تسمى HCN-0.085-0.094. وهي تتألف أساسا من ثلاثة كتل أصغر. يبدو أن واحدة من هذه المجموعات تدور حول الثقب الأسود – لكن لا تتزايد.

وكتب الباحثون في بحثهم “واحد من المجموعات الثلاث له هيكل يشبه الحلقة مع تدرج شديد السرعة .”

“يشير هذا الهيكل الحركي إلى مدار حول جسم يشبه النقطة مع كتلة من  الكتل الشمسية 10 -10 . يشير غياب نظرائهم النجمية إلى أن الجسم الشبيه بالنقطة قد يكون ثقبًا أسود هادئًا.”

للمقارنة المفيدة ، في هذا النطاق الشامل ، سيكون أفق أحداث الثقب الأسود أكبر قليلاً من أورانوس أو نبتون.

الغرابة في التصرف في كتل الغاز والغبار ليست هي الطريقة الوحيدة لإيجاد ثقوب سوداء متوسطة الكتلة.

من بين ملاحظات المرشح الأخرى ، نجم اشتعلت وهو يتحرك بسرعة مذهلة من وسط درب التبانة ، على مسار إلى الفضاء بين المجرات. أظهر التحليل  أن الثقب الأسود الوسيط للكتلة هو الشيء الأكثر احتمالا الذي أعطى هذا النجم البونت اللازمة لتحقيق هذه السرعة.

كان هناك أيضًا انفجار هائل للإشعاع ذي الطول الموجي الذي بدأ في عام 2003 ، وتراجع تدريجيًا على مدار عقد من الزمان. اقترح توزيع الفوتونات أنه كان ثقب أسود متوسط ​​الكتلة ، وعشرات الآلاف من الكتل الشمسية.

يدعم هذا التحليل الذي تم إصداره مؤخرًا لملاحظات المتابعة ، مما يجعلها واحدة من أفضل المرشحين حتى الآن ، لكنها تبعد 740 مليون سنة ضوئية. مركز المجرة أقرب بكثير ، مما يعني أنه إذا وجدنا أي ثقوب سوداء متوسطة الكتلة هناك ، فقد يكون من الأسهل دراستها.

يمكن أن يساعدنا ذلك في معرفة أسئلة مثل – كيف تتشكل؟ وكيف تتشكل الثقوب السوداء الفائقة؟ يمكن أن يساعدنا التعداد على فهم مدى وجود ثقوب سوداء متوسطة الكتلة شائعة أو نادرة ، وكيف يتم توزيعها عبر المجرات.

حتى الآن ، تشير نتائج البحث إلى أن النظر إلى غاز الدوران في قلب درب التبانة هو طريقة موثوقة للبحث عن مرشحي الثقب الأسود الوسيط ؛ لكننا لم نؤكد بعد أحدهم بالتأكيد. انظر لهذه المساحة.

تم قبول البحث من قبل مجلة الفيزياء الفلكية ، وهو متاح على arXiv .

اترك تعليقا