وينتج الكوازار كميات كبيرة من الإشعاع والنفاثات القوية، ولكن تأثيره على محيطه أقل مما كان متوقعا.
لقد كشف علماء الفلك عن وجود كتلة رائعة الثقب الأسود لم ترق إلى مستوى التوقعات. وعلى الرغم من أنه مسؤول عن مستويات عالية من الإشعاع والنفاثات القوية، إلا أن هذا الثقب الأسود الهائل لا يؤثر على محيطه مثل العديد من نظرائه في المجرات الأخرى.
دبليو إيبرلي، رئيس قسم علم الفلك والفيزياء الفلكية وأستاذ الفيزياء في ولاية بنسلفانيا. تم نشر ورقة تصف هذه النتائج من قبل فريق يضم نيل براندت. الإشعارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية.
صورة مقربة لأقرب كوازار
الدراسة باستخدام البيانات من ناسارصد مرصد شاندرا للأشعة السينية أقرب نجم زائف إلى الأرض. يقع الكوازار المسمى H1821+643 على بعد حوالي 3.4 مليار سنة ضوئية من الأرض ويقع في مجموعة من المجرات. الكوازارات عبارة عن ثقوب سوداء نادرة ومكثفة تسحب المواد بقوة إلى الداخل، مما ينتج عنه إشعاعات مكثفة وفي بعض الأحيان نفاثات قوية.
وقال براندت: “لطالما أردت استكشاف هذا الكوازار الرائع بشكل أفضل من خلال رؤية أكثر وضوحًا للقمر”. “لقد شككت في أن “لحاء” هذا الكوازار سيكون أسوأ من “عضته” – أي أن ألعابه النارية المثيرة للإعجاب لم تنطوي على تأثير بيئي مثير للإعجاب. أنا سعيد بأن تصميمنا الدؤوب قد أتى بثماره أخيرًا وأكد شكوكي!”
تأثير الكوازار: فحص شامل
الثقوب السوداء الهائلة، التي تنمو بشكل أسرع بكثير من النجوم الزائفة، تسحب مادة أقل بكثير. وقد قام علماء الفلك بدراسة تأثير هذه الثقوب السوداء الشائعة جدًا من خلال مراقبة تلك الموجودة في مراكز المجرات. تمنع الانفجارات المنتظمة الصادرة عن مثل هذه الثقوب السوداء الكميات الهائلة من الغاز شديد السخونة الموجودة فيها من التبريد، مما يحد من عدد النجوم التي تتشكل في المجرات المضيفة لها وكمية الوقود التي يتم ضخها نحو الثقب الأسود. لا يُعرف الكثير عن كيفية تأثير الكوازارات الموجودة في مجموعات المجرات على محيطها.
وقالت هيلين راسل: “تظهر دراستنا أن النجوم الزائفة يبدو أنها تخلت عن القيود التي تفرضها الثقوب السوداء التي تنمو ببطء”. جامعة نوتنغهام وفي المملكة المتحدة، قاد دراسة جديدة. “إن جوع الثقب الأسود لا يضاهي تأثيره.”
إظهار المفارقة الكونية
للتوصل إلى هذا الاستنتاج، استخدم الفريق تشاندرا لدراسة الغاز الساخن الذي يغطي H1821+643 والمجرة المضيفة له. جعلت الأشعة السينية الساطعة الصادرة عن الكوازار من الصعب دراسة الأشعة السينية الأضعف الصادرة عن الحرارة. غاز
وقال المؤلف المشارك بول نولسن من مركز هارفارد وسميثسونيان للفيزياء الفلكية: “كان علينا إزالة وهج الأشعة السينية بعناية للكشف عن تأثير الثقب الأسود”. “يمكننا أن نرى أنه في الواقع ليس له تأثير يذكر على المناطق المحيطة به.”
ديناميات الغاز والآثار المستقبلية
ووجد الفريق أن كثافة الغاز بالقرب من الثقب الأسود في مركز المجرة أعلى بكثير ودرجة حرارة الغاز أقل بكثير مما هي عليه في المناطق البعيدة. ويتوقع العلماء أن يتصرف الغاز الساخن بهذه الطريقة عندما تكون هناك مصادر قليلة أو معدومة للطاقة – تنبعث عادة من ثقب أسود – لمنع الغاز الساخن من التبريد والتدفق نحو قلب العنقود.
وقالت لوسي كلوز، المؤلفة المشاركة من الجامعة المفتوحة في إنجلترا: “تنتج معظم الثقوب السوداء حرارة أقل بكثير من غيرها في مراكز مجموعات المجرات، مما يسمح للغاز الساخن بالتبريد بسرعة وتكوين أجسام جديدة. وتعمل النجوم أيضًا كوقود للغازات الساخنة”. الحفرة السوداء.
وتوصل الباحثون إلى أن الغاز الساخن الذي يعادل كتلة الشمس 3000 مرة يبرد على مدار عام، مما يجعله غير مرئي في الأشعة السينية. يمكن لهذا التبريد السريع أن يوفر بسهولة ما يكفي من المواد لـ 120 كتلة شمسية من النجوم الجديدة التي تتشكل في المجرة المضيفة كل عام، و40 كتلة شمسية يستهلكها الثقب الأسود كل عام.
قام الفريق أيضًا بالتحقيق في احتمال أن الإشعاع الصادر من الكوازار يبرد الغاز الساخن الموجود في العنقود مباشرة. تتضمن فوتونات الضوء الصادرة عن الكوازار تصادمات مع الإلكترونات الموجودة في الغاز الساخن، مما يتسبب في زيادة طاقة الفوتونات وفقدان الإلكترونات للطاقة وتبريدها. وتشير دراسة الفريق إلى أن هذا النوع من التبريد قد يحدث في العنقود الذي يحتوي على H1821+643، ولكنه أضعف من أن يفسر تبريد الغاز على نطاق واسع.
وقال المؤلف المشارك توماس برابين من جامعة نوتنغهام: “حتى لو برد الثقب الأسود دون حقن الحرارة في بيئته، فإن الوضع الحالي لن يستمر إلى الأبد”. “في نهاية المطاف، يجب أن يؤدي استهلاك الثقب الأسود السريع للوقود إلى زيادة قوة نفاثاته وتسخين الغاز بقوة. ومن ثم يجب أن يتباطأ الثقب الأسود ومجرته بشكل حاد.”
المرجع: HR Russell، PEJ Nulsen، AC Fabian، TE Braben، WN Brandt، L Cleews، McDonald، CS Reynolds، JS Sanders and S24 January 20 , الإشعارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية.
دوى: 10.1093/mnras/stae026
تم دعم عمل براندت في هذا المشروع من قبل كرسي عائلة إيبرلي بولاية بنسلفانيا في علم الفلك والفيزياء الفلكية ومركز شاندرا للأشعة السينية.