اكتشف علماء الفلك الثقب الأسود سريع النمو

اكتشف علماء الفلك الثقب الأسود سريع النمو في المجرة المتطرفة في الكون المبكر جدًا

يلقي الاكتشاف الجديد الضوء على الثقوب السوداء فائقة الكتلة في وقت مبكر جدًا

اكتشف علماء الفلك من جامعة تكساس وجامعة أريزونا ثقبًا أسود سريع النمو في واحدة من أكثر المجرات تطرفاً في بدايات الكون. يوفر اكتشاف المجرة والثقب الأسود في مركزها أدلة جديدة على تكوين أول ثقوب سوداء فائقة الكتلة. نُشر العمل الجديد في الإخطارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية .

باستخدام الملاحظات المأخوذة بواسطة Atacama Large Millimeter Array ( ALMA ) ، وهو مرصد راديو يقع في تشيلي ، قرر الفريق أن المجرة ، المسماة COS-87259 ، التي تحتوي على هذا الثقب الأسود الهائل الجديد شديدة للغاية ، وتشكل النجوم بمعدل 1000 مرة مجرتنا درب التبانة وتحتوي على أكثر من مليار كتلة شمسية من الغبار البينجمي. تتألق المجرة من خلال هذا الاندفاع الشديد لتكوين النجوم والثقب الأسود الهائل المتنامي في مركزها.

يُعتبر الثقب الأسود نوعًا جديدًا من الثقب الأسود البدائي – وهو نوع يكتنفه بشدة “الغبار” الكوني ، مما يتسبب في انبعاث كل ضوءه تقريبًا في نطاق الأشعة تحت الحمراء المتوسطة للطيف الكهرومغناطيسي. وجد الباحثون أيضًا أن هذا الثقب الأسود الهائل المتنامي (يشار إليه كثيرًا باسم نواة المجرة النشطة) يولد تيارًا قويًا من المواد تتحرك بسرعة قريبة من سرعة الضوء عبر المجرة المضيفة.

اليوم ، توجد ثقوب سوداء كتلتها أكبر بملايين إلى بلايين المرات من كتلة شمسنا في مركز كل مجرة ​​تقريبًا. كيف تشكلت هذه الثقوب السوداء الهائلة لأول مرة لا يزال لغزًا للعلماء ، خاصة لأن العديد من هذه الأجسام قد تم اكتشافها عندما كان الكون صغيرًا جدًا. نظرًا لأن الضوء من هذه المصادر يستغرق وقتًا طويلاً للوصول إلينا ، فإننا نراها كما كانت موجودة في الماضي ؛ في هذه الحالة ، بعد 750 مليون سنة فقط من الانفجار العظيم ، أي ما يقرب من 5٪ من العمر الحالي للكون.

ما يثير الدهشة بشكل خاص في هذا الكائن الجديد هو أنه تم تحديده على مساحة صغيرة نسبيًا من السماء تستخدم عادةً لاكتشاف أجسام مماثلة – أقل من 10 أضعاف حجم البدر – مما يشير إلى أنه يمكن أن يكون هناك الآلاف من المصادر المماثلة في نفس الوقت. الكون المبكر. كان هذا غير متوقع تمامًا من البيانات السابقة.

الفئة الأخرى الوحيدة من الثقوب السوداء فائقة الكتلة التي عرفناها في بدايات الكون هي الكوازارات ، وهي ثقوب سوداء نشطة لا يحجبها الغبار الكوني نسبيًا. هذه النجوم الزائفة نادرة للغاية على مسافات مشابهة لمسافات COS-87259 ، مع وجود بضع عشرات فقط فوق السماء بالكامل. يثير الاكتشاف المفاجئ لـ COS-87259 وثقبه الأسود العديد من الأسئلة حول وفرة الثقوب السوداء فائقة الكتلة المبكرة جدًا ، بالإضافة إلى أنواع المجرات التي تتشكل فيها عادةً.

يقول رايان إندسلي ، المؤلف الرئيسي للورقة البحثية وهو الآن زميل ما بعد الدكتوراه في جامعة تكساس في أوستن ، “تشير هذه النتائج إلى أن الثقوب السوداء فائقة الكتلة كانت غالبًا محجوبة بشدة بسبب الغبار ، ربما كنتيجة للنشاط المكثف لتشكيل النجوم في المجرات المضيفة. هذا شيء توقعه الآخرون لبضع سنوات حتى الآن ، ومن الجيد حقًا رؤية أول دليل رصد مباشر يدعم هذا السيناريو “.

تم العثور على أنواع مماثلة من الكائنات في الكون المحلي الأكثر حاضرًا ، مثل Arp 299 الموضح أعلاه. في هذا النظام ، تتصادم مجرتان معًا لتوليد انفجار نجمي شديد بالإضافة إلى تعتيم شديد للثقب الأسود الهائل المتنامي في إحدى المجرتين.

يضيف إندسلي: “بينما لم يتوقع أحد العثور على هذا النوع من الأجسام في بدايات الكون ، فإن اكتشافه يتخذ خطوة نحو بناء فهم أفضل بكثير لكيفية تشكل مليار من الثقوب السوداء ذات الكتلة الشمسية في وقت مبكر جدًا من عمر الكون. ، وكذلك كيف تطورت المجرات الأكثر ضخامة لأول مرة. “