من بيان صحفي لوكالة ناسا:
تخبر دراسة جديدة من مرصد شاندرا للأشعة السينية التابع لوكالة ناسا العلماء كم مرة كانت أكبر الثقوب السوداء نشطة خلال المليارات القليلة الماضية. يوضح هذا الاكتشاف كيف تنمو الثقوب السوداء الهائلة ويمكن أن يكون لها آثار على كيفية تصرف الثقب الأسود العملاق في مركز درب التبانة في المستقبل.
يعتقد أن معظم المجرات ، بما في ذلك مجرتنا ، تحتوي على ثقوب سوداء فائقة الكتلة في مراكزها ، وتتراوح كتلها بين ملايين ومليارات أضعاف كتلة الشمس. لأسباب غير مفهومة تمامًا ، وجد علماء الفلك أن هذه الثقوب السوداء تظهر مجموعة متنوعة من مستويات النشاط: من سبات إلى خمول فقط إلى فرط عملي.
تنتج الثقوب السوداء الأكثر ضخامة وحيوية ما يسمى "النوى المجرية النشطة" أو AGN ، عن طريق سحب كميات كبيرة من الغاز. يتم تسخين هذا الغاز حيث يقع ويتوهج بشكل ساطع في ضوء الأشعة السينية.
قال داريل هاغارد من جامعة واشنطن في سياتل ، واشنطن ، وجامعة نورث وسترن في إيفانستون ، إلينوي: "لقد وجدنا أن حوالي واحد بالمائة فقط من المجرات ذات الكتل المشابهة لدرب التبانة تحتوي على ثقوب سوداء فائقة الكتلة في أكثر مراحلها نشاطًا". الذي قاد الدراسة. "إن محاولة معرفة عدد هذه الثقوب السوداء النشطة في أي وقت أمر مهم لفهم كيفية نمو الثقوب السوداء داخل المجرات وكيف يتأثر هذا النمو ببيئتها."
تتضمن هذه الدراسة مسحًا يسمى مشروع شاندرا متعدد الطول الموجي ، أو ChaMP ، والذي يغطي 30 درجة مربعة في السماء ، وهي أكبر منطقة سماء في أي مسح شاندرا حتى الآن. من خلال الجمع بين صور الأشعة السينية لـ Chandra والصور البصرية من مسح Sloan Digital Sky Survey ، تم تحليل حوالي 100000 مجرة. من بين هؤلاء ، كان هناك حوالي 1600 صورة سينية مشرقة ، مما يشير إلى نشاط AGN المحتمل.
المجرات فقط على بعد 1.6 مليار سنة ضوئية من الأرض يمكن مقارنتها بشكل مجدي مع درب التبانة ، على الرغم من دراسة المجرات البعيدة حتى 6.3 مليار سنة ضوئية. تم تضمين المجرات المعزولة أو "الميدانية" في المقام الأول ، وليس المجرات في مجموعات أو مجموعات.
قال بول غرين ، مؤلف مشارك من مركز هارفارد سميثسونيان للفيزياء الفلكية في كامبريدج ، ماساتشوستس: "هذا هو أول تحديد مباشر لجزء المجرات الميدانية في الكون المحلي الذي يحتوي على ثقوب سوداء فائقة الكتلة النشطة". "نريد أن نعرف عدد المرات التي تندلع فيها هذه الثقوب السوداء العملاقة ، حيث يحدث ذلك عندما تمر بطفرة نمو كبيرة."
الهدف الرئيسي لعلماء الفلك هو فهم كيفية تأثير نشاط AGN على نمو المجرات. يشير الارتباط الواضح بين كتلة الثقوب السوداء العملاقة وكتلة المناطق الوسطى في مجرتهم المضيفة إلى أن نمو الثقوب السوداء الهائلة والمجرات المضيفة مرتبطان ارتباطًا وثيقًا. يعد تحديد جزء AGN في الكون المحلي أمرًا حاسمًا للمساعدة في نمذجة هذا النمو الموازي.
إحدى نتائج هذه الدراسة هي أن جزء المجرات التي تحتوي على AGN يعتمد على كتلة المجرة. من المرجح أن تستضيف المجرات الأكثر ضخامة AGN ، في حين أن المجرات التي تبلغ حوالي عُشر كتلة درب التبانة لديها فرصة أصغر لاحتواء AGN.
نتيجة أخرى هي أن الانخفاض التدريجي في جزء AGN يظهر مع الوقت الكوني منذ الانفجار العظيم ، مما يؤكد العمل الذي قام به الآخرون. هذا يعني أن إمدادات الوقود أو آلية تغذية الثقوب السوداء تتغير بمرور الوقت.
تحتوي الدراسة أيضًا على آثار مهمة لفهم كيف تؤثر أحياء المجرات على نمو الثقوب السوداء ، لأنه تم العثور على جزء AGN للمجرات الميدانية لا يمكن تمييزه عن المجرات في العناقيد الكثيفة.
قال هاغارد: "يبدو أن الثقوب السوداء النشطة حقًا نادرة ولكنها ليست معادية للمجتمع". "لقد كان هذا مفاجأة للبعض ، ولكن قد يقدم أدلة مهمة حول كيفية تأثير البيئة على نمو الثقب الأسود."
من الممكن أن يكون جزء AGN قد تطور مع الزمن الكوني في كل من العناقيد وفي الميدان ، ولكن بمعدلات مختلفة. إذا كان جزء AGN في العناقيد قد بدأ أعلى من المجرات الحقلية - كما أشارت بعض النتائج - ولكنه انخفض بعد ذلك بسرعة أكبر ، في مرحلة ما سيكون جزء الكتلة تقريبًا مساوٍ لكسر المجال. قد يفسر هذا ما يتم رؤيته في الكون المحلي.
يحتوي درب التبانة على ثقب أسود فائق الحجم يعرف باسم القوس A * (Sgr A * ، باختصار). على الرغم من أن علماء الفلك قد شهدوا بعض النشاط من Sgr A * باستخدام Chandra وغيرها من التلسكوبات على مر السنين ، إلا أنها كانت منخفضة للغاية. إذا اتبعت درب التبانة الاتجاهات التي شوهدت في مسح ChaMP ، فيجب أن يكون Sgr A * أكثر إشراقًا بنحو مليار مرة في الأشعة السينية لما يقرب من 1 ٪ من العمر المتبقي للشمس. من المرجح أن يكون هذا النشاط أكثر شيوعًا في الماضي البعيد.
إذا أصبح Sgr A * AGN فلن يكون تهديدًا للحياة هنا على الأرض ، ولكنه سيقدم عرضًا رائعًا بالأشعة السينية والأطوال الموجية الراديوية. ومع ذلك ، فإن أي كواكب أقرب بكثير إلى مركز المجرة ، أو مباشرة في خط النار ، ستتلقى كميات كبيرة من الإشعاع وقد تكون ضارة.
تم نشر هذه النتائج في عدد 10 نوفمبر من مجلة الفيزياء الفلكية. ومن بين المؤلفين المشاركين الآخرين في الورقة سكوت أندرسون من جامعة واشنطن ، وأنكا كونستانتين من جامعة جيمس ماديسون ، وتوم ألدكروفت ، ودونغ وو كيم من مركز هارفارد سميثسونيان للفيزياء الفلكية ، وواين باركهاوس من جامعة نورث داكوتا.
