منوعات

تدفع الفواقات المستمرة في مجرة ​​بعيدة علماء الفلك إلى تبني سلوك جديد للثقب الأسود

في قلب مجرة ​​بعيدة، يبدو أن ثقبًا أسودًا هائلًا قد تعرض لفواق.

اكتشف علماء فلك من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا وإيطاليا وجمهورية التشيك وأماكن أخرى أن ثقبًا أسودًا كان صامتًا سابقًا في مركز مجرة ​​تبعد حوالي 800 مليون سنة ضوئية، انفجر فجأة، مطلقًا أعمدة من الغاز كل 8.5 أيام قبل أن يستقر. العودة إلى حالتها الطبيعية والهادئة.

الفواق الدوري هو سلوك جديد لم يتم ملاحظته حتى الآن في الثقوب السوداء. Les scientifiques pensent que l'explication la plus probable de ces explosions provient d'un deuxième trou noir, plus petit, qui tourne autour du trou noir supermassif central et projette de la matière hors du disque de gaz du plus grand trou noir tous les 8 ،5 أيام.

النتائج التي توصل إليها الفريق والتي سيتم نشرها في المجلة تقدم العلماءتتحدى الصورة التقليدية لأقراص الثقب الأسود التراكمية، والتي اعتقد العلماء أنها أقراص موحدة نسبيًا من الغاز تدور حول ثقب أسود مركزي. تشير النتائج الجديدة إلى أن الأقراص التراكمية قد تحتوي على محتوى أكثر تنوعًا، وربما تحتوي على ثقوب سوداء أخرى أو حتى نجوم بأكملها.

يقول مؤلف الدراسة ديراج “دي جي” باشام، الباحث في معهد كافلي للفيزياء الفلكية وأبحاث الفضاء في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا: “اعتقدنا أننا نعرف الكثير عن الثقوب السوداء، لكن هذا يخبرنا أن بإمكانهم فعل الكثير من الأشياء”. “نعتقد أنه سيكون هناك العديد من الأنظمة مثل هذه، ونحتاج فقط إلى المزيد من البيانات للعثور عليها.”

يشمل المؤلفون المشاركون في الدراسة في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا طالب ما بعد الدكتوراه بيتر كوسيك، وطالبة الدراسات العليا ميغان ماسترسون، والأستاذ المشارك إيرين كارا، وعالم الأبحاث الرئيسي رونالد ريميلارد، والباحث السابق مايكل فوسنو، بالإضافة إلى متعاونين من عدة مؤسسات، بما في ذلك جامعة تور فيرغاتا في روما. المعهد الفلكي التابع لأكاديمية العلوم التشيكية وجامعة ماساريك في جمهورية التشيك.

“إما أن تستعمله أو ستخسره”

النتائج التي توصل إليها الفريق هي نتيجة الكشف الآلي بواسطة ASAS-SN (المسح الآلي لجميع السماء للمستعرات الأعظم)، وهي شبكة مكونة من 20 تلسكوبًا آليًا تقع في مواقع مختلفة في نصفي الكرة الشمالي والجنوبي. تراقب التلسكوبات السماء بأكملها تلقائيًا مرة واحدة يوميًا بحثًا عن علامات المستعرات الأعظم والظواهر العابرة الأخرى.

وفي ديسمبر 2020، رصد المسح انفجارًا من الضوء في مجرة ​​تبعد حوالي 800 مليون سنة ضوئية. كان هذا الجزء بالذات من السماء هادئًا ومظلمًا نسبيًا حتى اكتشاف التلسكوبات، عندما أضاءت المجرة فجأة بعامل قدره 1000. اختار باشام، الذي شاهد الكشف المبلغ عنه في تنبيه المجتمع، التركيز على التوهج باستخدام NICER التابع لناسا ( مستكشف التركيب الداخلي للنجم النيوتروني)، وهو تلسكوب يعمل بالأشعة السينية موجود على متن محطة الفضاء الدولية ويراقب السماء بشكل مستمر بحثًا عن انفجارات الأشعة السينية التي يمكن أن تشير إلى نشاط توهج النجوم النيوترونية والثقوب السوداء وغيرها من ظواهر الجاذبية الشديدة. كان التوقيت مصادفة، حيث كان باشام يقترب من نهاية فترة العام الواحد التي حصل خلالها على الإذن بتوجيه التلسكوب أو “تشغيله”.

ويقول: “كان الأمر إما أن أستخدمه أو أخسره، وتبين أن هذه كانت فرصتي الأكثر حظًا”.

لقد قام بتدريب NICER على مراقبة المجرة البعيدة أثناء استمرارها في ثورانها. واستمر الانفجار حوالي أربعة أشهر قبل أن يتلاشى. خلال هذه الفترة، قام NICER بقياس انبعاثات الأشعة السينية للمجرة يوميًا وبمعدلات عالية. عندما نظر باشام عن كثب إلى البيانات، لاحظ اتجاهًا غريبًا خلال الزيادة التي استمرت أربعة أشهر: انخفاضات طفيفة، في نطاق ضيق جدًا من الأشعة السينية، يبدو أنها تظهر مرة أخرى كل 8.5 أيام.

يبدو أن انفجار طاقة المجرة كان يتناقص بشكل دوري كل 8.5 يومًا. وتشبه الإشارة ما يراه علماء الفلك عندما يمر كوكب يدور أمام نجمه المضيف، مما يحجب ضوء النجم لفترة وجيزة. لكن لن يتمكن أي نجم من حجب التوهج من مجرة ​​بأكملها.

يتذكر باشام قائلاً: “تساءلت عما يعنيه ذلك، لأن هذا النموذج لا يتناسب مع أي شيء نعرفه عن هذه الأنظمة”.

اضربها

أثناء البحث عن تفسير للقطرات الدورية، صادف باشام ورقة بحثية حديثة كتبها فيزيائيون نظريون من جمهورية التشيك. وقد حسب المنظرون بشكل منفصل أنه سيكون من الممكن، من الناحية النظرية، لثقب أسود مركزي فائق الكتلة في المجرة أن يستضيف ثقبًا أسود ثانيًا أصغر بكثير. يمكن لهذا الثقب الأسود الصغير أن يدور بزاوية مع القرص التراكمي لرفيقه الأكبر.

وكما اقترح المنظرون، فإن الثقب الثانوي سوف يخترق بشكل دوري قرص الثقب الأسود الأساسي أثناء مداره. ومن خلال القيام بذلك، فإنه سيطلق عمودًا من الغاز، مثل نحلة تحلق عبر سحابة من حبوب اللقاح. يمكن للمجالات المغناطيسية القوية، الواقعة إلى الشمال والجنوب من الثقب الأسود، أن تقذف العمود إلى أعلى وخارج القرص. وفي كل مرة يخترق الثقب الأسود الأصغر القرص، فإنه يطلق عمودًا آخر، بنمط دوري منتظم. إذا كان هذا العمود يشير إلى اتجاه تلسكوب المراقبة، فيمكنه ملاحظة العمود باعتباره انخفاضًا في الطاقة الإجمالية للمجرة، مما يحجب الضوء لفترة وجيزة من القرص من وقت لآخر.

وقال باشام: “لقد كنت متحمسًا جدًا لهذه النظرية وأرسلت إليهم على الفور بريدًا إلكترونيًا وقلت لهم: أعتقد أننا نرى بالضبط ما تنبأت به نظريتك”.

وقد تعاون هو وعلماء تشيك لاختبار الفكرة، من خلال عمليات محاكاة تتضمن ملاحظات NICER للانفجار الأولي والهبوط المستمر لمدة 8.5 يومًا. ما وجدوه يدعم النظرية: من المحتمل أن يكون الانفجار المرصود إشارة إلى وجود ثقب أسود ثانٍ أصغر حجمًا يدور حول ثقب أسود مركزي فائق الكتلة ويقوم بالحفر بشكل دوري في قرصه.

وعلى وجه التحديد، وجد الفريق أن المجرة كانت هادئة نسبيًا قبل اكتشافها في ديسمبر 2020. ويقدر الفريق أن الثقب الأسود المركزي الهائل في المجرة يبلغ كتلته 50 مليون شمس. قبل الانفجار، ربما كان للثقب الأسود قرص تراكمي منتشر وخافت يدور حوله، في حين أن ثقبًا أسود ثانيًا أصغر حجمًا، يتراوح حجمه بين 100 إلى 10000 كتلة شمسية، يدور في ظلام نسبي.

ويشتبه الباحثون في أنه في ديسمبر 2020، اقترب جسم ثالث – على الأرجح نجم قريب – من النظام وتمزق بسبب الجاذبية الهائلة للثقب الأسود الهائل – وهو حدث يسميه علماء الفلك “اضطراب المد والجزر”. حدث.” أدى التدفق المفاجئ للمادة النجمية إلى إلقاء الضوء مؤقتًا على قرص تراكم الثقب الأسود بينما كان الحطام من النجم يدور داخل الثقب الأسود. ولمدة أربعة أشهر، كان الثقب الأسود يتغذى على الحطام النجمي بينما واصل الثقب الأسود الثاني مداره. لقد اخترق القرص، وأخرج عمودًا أكبر بكثير مما يحدث عادةً، والذي حدث مباشرة باتجاه المنكسر الخاص بـ NICER.

أجرى الفريق العديد من عمليات المحاكاة لاختبار القطرات الدورية. وخلصوا إلى أن التفسير الأكثر ترجيحًا هو نوع جديد من نظام ديفيد وجالوت: ثقب أسود صغير ذو كتلة متوسطة، يدور حول ثقب أسود هائل.

يقول باشام: “إنه وحش مختلف”. “هذا لا يتطابق مع أي شيء نعرفه عن هذه الأنظمة. نرى أدلة على وجود أجسام تدخل وتمر عبر القرص، من زوايا مختلفة، وهو ما يتحدى الصورة التقليدية لقرص غازي بسيط حول الثقوب السوداء. نعتقد أن هناك عددًا هائلاً من السكان من هذه الأنظمة هناك.

يقول ريتشارد ساكستون، أحد علماء X: “إنه مثال رائع لكيفية استخدام الحطام الناتج عن نجم معطل لإضاءة الجزء الداخلي من قلب المجرة الذي قد يظل مظلمًا لولا ذلك. إنه يشبه استخدام صبغة الفلورسنت للعثور على تسرب في أنبوب.” – عالم فلك متخصص في الأشعة في المركز الأوروبي لعلم الفلك الفضائي (ESAC) في مدريد بإسبانيا، ولم يشارك في الدراسة. “تُظهر هذه النتيجة أن الثقوب السوداء فائقة الكتلة القريبة جدًا يمكن أن تكون شائعة في نوى المجرات، وهو تطور مثير للاهتمام جدًا لكاشفات موجات الجاذبية المستقبلية.”

تم تمويل هذا البحث جزئيًا من قبل وكالة ناسا.

..

Source link

orcalimaa

المصدر الرئيسي للأخبار والمعلومات الصحية والطبية الموثوقة وفي الوقت المناسب . توفير معلومات صحية ذات مصداقية ومجتمع داعم وخدمات تعليمية من خلال مزج الخبرة الحائزة على جوائز في المحتوى والخدمات المجتمعية وتعليقات الخبراء والمراجعة الطبية .

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

زر الذهاب إلى الأعلى