أول من توقعه نظرية النسبية العامة لأينشتاينو الثقوب السوداء أكثر الأشياء تطرفا في الكون المعروف.
تتشكل هذه الأجسام عندما تصل النجوم إلى نهاية دورة حياتها ، وتنفجر طبقاتها الخارجية ، وتصبح مرتبطة بقوة الجاذبية بحيث لا يمكن لأي شيء (ولا حتى الضوء) الهروب من سطحها.
إنها مهمة لأنها تسمح لعلماء الفلك بمراقبة قوانين الفيزياء في ظل ظروف قاسية للغاية. بشكل دوري ، تلتهم هذه الجاذبية العملاقة النجوم والأجسام الأخرى القريبة ، وتطلق كميات هائلة من الضوء والإشعاع.
في أكتوبر 2018 ، شهد علماء الفلك أحد هذه الأحداث ثقب أسود في مجرة تبعد 665 مليون سنة ضوئية عن الأرض.
على الرغم من أن علماء الفلك قد شاهدوا ظواهر مماثلة من قبل ، إلا أن مجموعة أخرى مركز هارفارد وسميثسونيان للفيزياء الفلكية عندما فحصوا نفس الثقب الأسود بعد ثلاث سنوات ، لاحظوا شيئًا غير مسبوق.
كما أوضحوا أ دراسة حديثة، كان الثقب الأسود يتألق بشدة لأنه يخرج (أو “يتجشأ”) المواد المتبقية من النجم بحوالي نصف سرعة الضوء. قد توفر النتائج التي توصلوا إليها أدلة جديدة حول كيفية تغذية الثقوب السوداء وتنموها بمرور الوقت.
كان يقود الفريق إيفيت سينديزباحث مشارك في CfA ، انضم إلى فريق دولي من الباحثين معهد الكومنولث للبحوث العلمية والصناعية (CSIRO) ، و مركز الدراسات والبحوث متعددة التخصصات في الفيزياء الفلكية (CIERA) ، و معهد علوم تلسكوب الفضاء (STScI) ، و مختبر كولومبيا للفيزياء الفلكيةال مركز معهد فلاتيرون للفيزياء الفلكية الحاسوبيةجامعة كاليفورنيا في بيركلي ، جامعة رادبوت (هولندا) ، وجامعة يورك في تورنتو.
تم نشر ورقة تفصيلية عن النتائج التي توصلوا إليها مؤخرًا مجلة الفيزياء الفلكية.
كما يقولون في ورقتهم البحثية ، لاحظ الفريق الاندفاع أثناء مراجعة البيانات الخاصة بأحداث اضطراب المد والجزر (TDEs) على مدار السنوات القليلة الماضية.
تحدث هذه عندما تمر النجوم بالقرب من الثقوب السوداء ويتم تفكيكها خلال تمريرات متعددة ، وهي عملية تسمى “السباغيتيتيفيكيشن” بسبب كيفية تمزق النجوم إلى خيوط.
في عام 2018 ، لاحظ علماء الفلك TDE المعني (المعروف باسم AT2018hyz) كجزء من جامعة ولاية أوهايو. مسح آلي شامل للمستعرات الأعظمية (ASAS-SN).
بعد فترة وجيزة ، استخدم فريق دولي AT2018hyz للدراسة في الأطوال الموجية المرئية والأشعة فوق البنفسجية. مسح آلي شامل للمستعرات الأعظميةال مرصد فريد لورانس ويبلوهذا تلسكوب بصري للأشعة فوق البنفسجية (UVOT) يعمل مرصد نيل جيريلز سويفت.
كان يقود الفريق سيباستيان جوميز، زميل ما بعد الدكتوراه في معهد علوم تلسكوب الفضاء ومؤلف مشارك للورقة البحثية الجديدة. كما أوضح ، كان TDE “غير ملحوظ” في ذلك الوقت.
في يونيو 2021 ، أعاد Sendes وزملاؤه فحصه باستخدام بيانات الراديو من المصفوفة الكبيرة جدًا (VLA) في نيو مكسيكو. ولدهشتهم ، لاحظوا أن الثقب الأسود قد انتعش في ظروف غامضة. كما أوضح Cendes في CfA بيان صحفي:
“لقد فاجأنا ذلك – لم يره أحد من قبل.
لقد تقدمنا بطلب للحصول على الوقت المفضل للمخرج على عدة تلسكوبات ، مما يعني أنه إذا رأيت شيئًا غير متوقع ، فلا يمكنك الانتظار لمراقبة الدورة الطبيعية لمقترحات التلسكوبات. وقال “يتم قبول جميع الطلبات على الفور”.
ثم أجرى الفريق ملاحظات متابعة لـ AT2018hyz باستخدام تلسكوبات متعددة وبأطوال موجية متعددة. يتضمن ملاحظات الراديو التي تم إجراؤها باستخدام VLA ترتيب أتاكاما مليمتر كبير (ALMA) في شيلي ، The ميركات في جنوب افريقيا ، و سلسلة التلسكوب الاسترالية الصغيرة في استراليا.
تم دمجها مع بيانات الأشعة السينية وبيانات أشعة جاما الفضائية مختبر شاندرا للأشعة السينية ونيل جيريلز سويفت المرصد (على التوالي).
وفق ايدو بيرجرأستاذ علم الفلك في جامعة هارفارد و CfA والمؤلف المشارك للدراسة الجديدة ، أثبتت الملاحظات الراديوية لـ TDE أنها رائعة جدًا:
“لقد كنا ندرس TDE بالتلسكوبات الراديوية لأكثر من عقد من الزمان ، ونراها أحيانًا تتوهج في موجات الراديو أثناء إخراجها للمواد عندما يستهلكها ثقب أسود لأول مرة.
لكن AT2018hyz كان هادئًا عن الراديو خلال السنوات الثلاث الأولى ، والآن يضيء بشكل كبير ، مما يجعله أحد أكثر TDEs سطوعًا لاسلكيًا على الإطلاق “.
استنتج الفريق أن هذا ناتج عن إخراج الثقب الأسود للمواد المتبقية من النجم بسرعات نسبية (جزء من سرعة الضوء).
إنها المرة الأولى التي يلاحظ فيها علماء الفلك مثل هذا الحدث ، ولا يعرف الفريق سبب تأجيل المغادرة لسنوات عديدة.
تشتهر TDEs بانبعاث الضوء عند حدوثها ، حيث تطول المواد المتناثرة من النجم وتسخن حول الثقب الأسود ، مما ينتج وميضًا يستطيع علماء الفلك رؤيته على بعد ملايين السنين الضوئية.
في بعض الحالات ، يتم طرد المواد المتناثرة مرة أخرى إلى الفضاء ، وهو ما شبهه علماء الفلك بالثقوب السوداء على أنهم “أكلة الفوضى”. ومع ذلك ، عادةً ما تتطور التدفقات الخارجة بسرعة بعد حدوث TDE وليس بعد سنوات عديدة.
باختصار ، قال سينديز ، بدأ الثقب الأسود فجأة في تفجير المادة النجمية التي أكلها منذ سنوات.
ما هو أكثر من ذلك ، كانت هذه “التجشؤات” نشطة للغاية لدرجة أن الأجسام المقذوفة يمكن أن تصل إلى سرعات تصل إلى 50 بالمائة من سرعة الضوء – أسرع بخمس مرات مما لاحظه علماء الفلك مع TDEs الأخرى. قال بيرجر:
“هذه هي المرة الأولى التي نشهد فيها مثل هذا التأخير الطويل بين التغذية والإفراز. والخطوة التالية هي التحقق مما إذا كان هذا يحدث بالفعل في كثير من الأحيان ولا نرى TDE في وقت متأخر من تطورها.”
ستساعد هذه النتائج ، جنبًا إلى جنب مع ملاحظات الظواهر المماثلة ، علماء الفلك على فهم سلوك التغذية للثقوب السوداء بشكل أفضل. وهذا بدوره يمكن أن يوفر نظرة ثاقبة حول كيفية نموها وتطورها بمرور الوقت ودورها في تطور المجرات.
تم نشر هذه المقالة في الأصل الكون اليوم. واصل القراءة المقالة الأصلية.