اكتشف علماء الفلك طريقة جديدة لتحليل الثقوب السوداء النشطة، وكشفوا أن انبعاثات الموجات الدقيقة والأشعة السينية الخاصة بها متشابهة بمعدلات استهلاك مختلفة. هذه الرؤية، التي تتحدى النظريات السابقة، ستعزز بشكل كبير فهمنا لتأثير الثقب الأسود على تطور المجرات.

كشف علماء الفلك في كارديف، بالتعاون مع شركاء دوليين، عن طريقة جديدة لدراسة كيفية تغذي الثقوب السوداء.

اكتشف فريق دولي من علماء الفلك طريقة جديدة تمامًا لدراسة سلوك الثقوب السوداء النشطة.

ولاحظوا عينة من الثقوب السوداء النشطة الموجودة في مراكز 136 مجرة، ووجدوا نمطًا ثابتًا في انبعاث ضوء الميكروويف والأشعة السينية، بغض النظر عن معدلات الاستهلاك المتفاوتة للمواد البينجمية المحيطة مثل سحب الغاز. الغبار، و بلازما.

إعادة النظر في سلوك الثقب الأسود

ويقول الفريق، بقيادة علماء من جامعة كارديف، إن هذه العملية لا يمكن التنبؤ بها من خلال فهمنا الحالي لكيفية تناول الثقوب السوداء.

من المفهوم حاليًا أنها مختلفة جوهريًا اعتمادًا على شهيتها، وتتميز الثقوب السوداء النشطة بتكوين مراكزها والطريقة التي تعتمد بها على المادة المجرية.

ومع ذلك، وجد الفريق أن هذه الثقوب السوداء قد يكون لديها قواسم مشتركة أكثر مما كان يعتقد سابقًا. النتائج التي توصلوا إليها, نشرت في الإشعارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية: رسائليمكن أن يوفر معلومات جديدة حول كيفية تشكل المجرات.

ملاحظات مفاجئة ووجهات نظر جديدة

وقالت المؤلفة الرئيسية الدكتورة إيلاريا روفا، وزميلة أبحاث الدراسات العليا في كلية الفيزياء وعلم الفلك بجامعة كارديف: “يبدو أن توهج الموجات الدقيقة والأشعة السينية التي نكتشفها من المناطق المحيطة بهذه الثقوب السوداء يرتبط ارتباطًا مباشرًا بكتلتها”. تيارات البلازما تقع فيها بشكل غير منتظم. هذا هو الحال في نظامين جائعين للغاية يأكلان نجمًا كاملاً مثل شمسنا سنويًا، ونظامان أقل جوعًا يأكلان نفس الكمية من المواد على مدى 10 ملايين سنة. وكان هذا مفاجئًا لأننا اعتقدنا سابقًا أن مثل هذه التيارات يجب أن تحدث فقط في الأنظمة ذات معدلات التغذية المنخفضة، بينما في الأنظمة ذات الشهية العالية، الثقب الأسود يجب تغذيتها بتدفق من المواد المستقرة والمرتبة للغاية (المعروفة باسم “قرص التراكم”).”

توصل الفريق إلى هذا الاكتشاف أثناء فحص التفاعل بين الغاز البارد المحيط بالثقوب السوداء النشطة في عينة WISDOM المكونة من 35 مجرة ​​قريبة تم التقاطها بواسطة مصفوفة أتاكاما المليمترية / تحت المليمترية الكبيرة (مصفوفة أتاكاما المليمترية الكبيرة / تحت المليمترية).ألما) التلسكوبات في تشيلي.

وأضاف الدكتور روفا: “تظهر دراستنا أن ضوء الميكروويف الذي نكتشفه قد يأتي في الواقع من تيارات البلازما هذه في جميع أنواع الثقوب السوداء النشطة، مما يغير نظرتنا لكيفية استهلاك هذه الأنظمة للمادة وتنمو لتصبح الوحوش الكونية التي نراها اليوم”. “

الآثار المترتبة على تقدير كتل الثقب الأسود

وتوفر الارتباطات التي لاحظها الفريق طريقة جديدة لتقدير كتلة الثقوب السوداء، والتي يعتقد علماء الفلك أنها أساسية لفهم تأثيرها على تطور المجرات في جميع أنحاء الكون.

وأضاف المؤلف المشارك الدكتور تيموثي ديفيز، القارئ في كلية الفيزياء وعلم الفلك بجامعة كارديف: “المجرات قلقة للغاية بشأن الثقوب السوداء الموجودة في مراكزها. وبينما نفكر دائمًا في الثقوب السوداء باعتبارها هذه الوحوش العملاقة التي تستهلك كل شيء حولها، فإنها “إنها صغيرة جدًا وخفيفة في سياق مجرة ​​بأكملها. “ومع ذلك، فإن لها تأثيرًا غامضًا غير جاذبي على الأجسام التي تبعد عشرات الآلاف من السنين الضوئية. هذا شيء حيرنا نحن علماء الفلك لسنوات.

“إن قياس كتل الثقوب السوداء ومقارنتها بخصائص المجرات المضيفة لها هو أفضل طريقة لفهم سبب استمرار هذا اللغز. طريقتنا الجديدة تفتح نافذة جديدة على هذه المشكلة، ومع الجيل القادم من الأدوات سوف تسمح لنا سبرها بشكل أعمق في الكون.

المرجع: “تراكم الثقب الأسود المستوي الأساسي عند الطول الموجي المليمتري” بقلم إيلاريا روفا، تيموثي أ. ديفيس، جاكوب س. إلفورد، مارتن بيرو، مايكل كابيلاري، جيندرا جينسييه، داريل هاغارد، ساتورو إيجوتشي، فيديريكو لينجيلي، فو-هارت ليو، مارك سارسي، توماس ج. ويليامز، وهينغيو تشانغ، 05 ديسمبر 2023، الإشعارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية: رسائل.
دوى: 10.1093/منراسل/slad167

أعدها باحثون من ويخطط الفريق لإجراء مزيد من اختبار النتائج التي توصلوا إليها جزئيًا مع مركز كارديف لأبحاث وتكنولوجيا الفيزياء الفلكية (CHART) والشركاء الدوليين من أوروبا وكندا واليابان. المشروع الجديد “ملاحظات الأطوال الموجية المتعددة لمناطق انبعاث المادة المظلمة النووية” (Amaze) بقيادة الدكتور روفا.