ينتج ثقب أسود صغير نسبيًا نفاثات قوية للغاية بينما يخلق فقاعة ضخمة من الغاز الساخن. لكن الميزة الأكثر غرابة لهذا الثقب الأسود الرائع ليست ناتج طاقته ، ولكن كيف تنبعث منها الطاقة.
قال مانفريد باكول ، المؤلف الرئيسي لورقة جديدة نشرت اليوم في مجلة Nature: "إن إنتاج الطاقة مثير للإعجاب ، لكنه قابل للمقارنة مع لمعان الأشعة السينية لما يسمى مصادر الأشعة السينية الفائقة الضوء". "إن فكرة وجود قوى كهربائية تولد معظم طاقتها في شكل نفاثات (طاقة حركية) وليس كإشعاع (فوتونات) جديدة إلى حد ما."
من المعروف أن الثقوب السوداء تطلق كمية لا تصدق من الطاقة عندما تبتلع المادة ، وكما أخبر باكول مجلة الفضاء ، كان يعتقد سابقًا أن معظم الطاقة خرجت في شكل إشعاع ، في الغالب أشعة سينية. لكن هذا الثقب الأسود الجديد الذي يطلق عليه الغاز ، والذي يُدعى S26 ، يُظهر أن بعض الثقوب السوداء يمكن أن تطلق على الأقل قدرًا كبيرًا من الطاقة ، وربما أكثر من ذلك بكثير ، في شكل نفاثات متوازنة من الجسيمات سريعة الحركة.
قال باكول ، "يحتوي هذا الثقب الأسود على عدد قليل من الكتل الشمسية ، لكنه نسخة مصغرة حقيقية من أقوى النجوم الزائفة والمجرات الراديوية ، التي تحتوي على ثقوب سوداء تبلغ كتلتها بضعة ملايين من كتلة الشمس."
هذا الكائن عبارة عن كوازار صغير ، يتكون من شيئين - إما قزم أبيض أو نجم نيوتروني أو ثقب أسود ، إلى جانب نجم مصاحب. يتم إنتاج الأشعة السينية بواسطة المادة التي تسقط من مكون إلى آخر ، ويمكن أن تنتج نفثات من الجسيمات عالية السرعة. تصطدم الطائرات النفاثة بالغاز النجمي المحيط بها ، لتسخينها وإحداث فقاعة متوسعة مصنوعة من الغاز الساخن وجسيمات فائقة السرعة تصطدم عند درجات حرارة مختلفة.
من بين عشرات النجوم الصغرى أو ما يقرب من التي تم العثور عليها في مجرة درب التبانة ، فإن معظم الفقاعات صغيرة إلى حد ما - أقل من 10 سنوات ضوئية. ولكن هذا بعرض 1000 سنة ضوئية. بالإضافة إلى أن هذا النوع الصغير أقوى بعشرات المرات من تلك التي شوهدت من قبل.
باستخدام تلسكوب ESO الكبير جدًا وتلسكوب Chandra X-ray من وكالة ناسا ، تمكن فريقه من مراقبة المناطق التي تصطدم بها الطائرات في الغاز النجمي حول الثقب الأسود ، ورأوا أن فقاعة الغاز الساخن تنتفخ بسرعة تقريبًا مليون كيلومتر في الساعة.
الطائرات مثيرة للإعجاب بنفس القدر ، يبلغ طولها حوالي 300 فرسخ ، وعلى الرغم من أن الطائرات القوية شوهدت من الثقوب السوداء الهائلة ، فقد كان يعتقد أنها أقل تكرارًا في مجموعة الأصغر الصغيرة. قد يكون لهذا الاكتشاف الجديد علماء فلك ينظرون عن كثب إلى الكواكب الصغيرة الأخرى.
قال روبرت سوريا المؤلف المشارك "إن طول الطائرات في NGC 7793 مذهل ، مقارنة بحجم الثقب الأسود الذي أطلقت منه". "إذا تم تقليص الثقب الأسود إلى حجم كرة القدم ، فإن كل طائرة ستمتد من الأرض إلى ما وراء مدار بلوتو".
يقع S26 على بعد 12 مليون سنة ضوئية ، في ضواحي المجرة الحلزونية NGC 7793. من حجم الفقاعة وسرعة توسعها ، وجد علماء الفلك أن نشاط الطائرة يجب أن يكون مستمرًا على الأقل 200،000 سنة.
مع كل هذه السرعة والحجم والنشاط المذهل ، ما الذي يتوقعه باكول وفريقه كمستقبل لهذا النوع الصغير من الكوازار؟
وقال باكول لمجلة الفضاء: "نعم ، إن سرعة التوسع (275 كم / ثانية) مثيرة للإعجاب للغاية ، لكنها ستتقلص مع مرور الوقت". "إذا كان أقل بكثير في 70 كم / ثانية ، على سبيل المثال ، فإن الغاز المسبب للصدمة لن يصدر الكثير من الضوء البصري (على سبيل المثال سلسلة Balmer من الهيدروجين) وما كنا لنكتشف الفقاعة. يعتمد مستقبل S26 على تطور الجزيئات الصغيرة التي تنبعث منها الطائرات. أتوقع أن تكون نشطة لمدة 100.000 إلى بضعة ملايين من السنين. "
وقال باكول إنه من المثير للاهتمام أن نتخيل ما سيحدث إذا توقف فجأة عن إطلاق الطائرات الصغيرة. وقال: "عندها لن تختفي الفقاعة فجأة ، لكنها تتألق كما كانت من قبل لبضعة آلاف سنة أخرى" "سيشبه بقايا مستعر أعظم ، وإن كان مع محتوى طاقة أعلى 100 مرة."
وأضاف باكول أن هذا الاكتشاف الجديد سيساعد علماء الفلك على فهم التشابه بين الثقوب السوداء الصغيرة المكونة من النجوم المنفجرة والثقوب السوداء الهائلة في مراكز المجرات ، ويأمل أن يحفز هذا العمل المزيد من العمل النظري في كيفية إنتاج الثقوب السوداء للطاقة.
المصادر: ESO ، تبادل البريد الإلكتروني مع Manfred Pakull.
