بعض الثقوب السوداء ليست إلا سوداء - ووجد العلماء 75,000 من ألمع الثقوب

عندما تموت النجوم الأكثر ضخامة، فإنها تنهار لتشكل بعضًا من أكثر الأجسام كثافة المعروفة في الكون: الثقوب السوداء. إنها الأجسام "الأحلك" في الكون، حيث لا يستطيع حتى الضوء الهروب من جاذبيتها القوية بشكل لا يصدق.

ولهذا السبب، من المستحيل تصوير الثقوب السوداء بشكل مباشر، مما يجعلها غامضة ومحيرة للغاية. لكن لدينا بحث جديد لقد اختبر على الطريق طريقة لاكتشاف بعض الثقوب السوداء الأكثر شرهًا على الإطلاق، مما يسهل العثور عليها مدفونة عميقًا في قلوب المجرات البعيدة.

على الرغم من الاسم، وليس كل شيء الثقوب السوداء هم من السود. في حين أن الثقوب السوداء تأتي بأحجام مختلفة، إلا أن أكبرها توجد في مراكز المجرات، ولا يزال حجمها ينمو.

يمكن أن تصل كتلة هذه الثقوب السوداء "فائقة الكتلة" إلى 1 مليار شمس. الثقب الأسود الموجود في مركز مجرتنا درب التبانة، والذي يُسمى القوس A*، والذي حصل اكتشافه على جائزة 2020 جائزة نوبل في الفيزياء- هادئ إلى حد ما. لكن هذا ليس هو الحال بالنسبة لجميع الثقوب السوداء الهائلة.

إذا اقتربت مادة مثل الغاز أو الغبار أو النجوم كثيرًا من الثقب الأسود، فسيتم امتصاصها بواسطة قوة الجاذبية الهائلة. وعندما يسقط نحو الثقب الأسود، فإنه يسخن ويصبح ساطعًا بشكل لا يصدق.

يمكن للضوء الناتج عن هذه "الثقوب السوداء الساطعة" أن يغطي الطيف الكهرومغناطيسي بأكمله، من الأشعة السينية إلى موجات الراديو. اسم آخر للمشرق الثقوب السوداء في مركز المجرات توجد "النوى المجرية النشطة" أو AGN. يمكن أن تتألق أكثر من سطوع الشمس بتريليونات المرات، ويمكنها في بعض الأحيان أن تتفوق على كل النجوم في مجرتها.

ألمع الثقوب السوداء

بعض AGN يقذف المادة بعنف عبر طائرةالذي يسافر ملايين الكيلومترات عبر الفضاء ويمكن رؤيته بالتلسكوبات الراديوية. وينتج آخرون "رياحًا" في مركز المجرة، قادرة على دفع أي غاز (الوقود اللازم لتكوين النجوم) خارج المجرة.

ومع وجود مثل هذه القوى التدميرية في وسط المجرة، فإن علماء الفلك على يقين من أن هذا يجب أن يكون له تأثير كبير على المجرة نفسها. نحن نعلم أن معظم المجرات تتحرك ببطء إيقاف عمليات تكوين النجوم الخاصة بهموقد يكون AGN أحد الجناة.

وبالتالي، لا يمكن لـ AGN أن تساعدنا على فهم الثقوب السوداء بعيدة المنال بشكل أفضل فحسب، بل إن دراستها تعلمنا أيضًا عن المجرات نفسها.

العثور على ثقوب سوداء ساطعة

اعتمادًا على مقدار "التهام" الثقب الأسود، والمجرة التي يوجد فيها، والزاوية التي يمكننا رؤيتها منها، يمكن أن تبدو المجرات المجرية النشطة مختلفة تمامًا عن بعضها البعض. حتى عند النظر إلى نفس المجرة، قد يراها أحد علماء الفلك باستخدام تلسكوب الأشعة السينية وهي تتوهج ويكتشف نوى مجرية نشطة، في حين أن عالم فلك آخر يستخدم تلسكوبًا راديويًا قد لا يرى شيئًا إذا لم تنتج النوى المجرية النشطة نفاثات مرئية في المجرة. الطيف الراديوي.

ولهذا السبب، كان يُعتقد أنهم جميعًا أجسام مختلفة، ولكن من خلال النظر إلى نفس الأجسام باستخدام تلسكوبات مختلفة، اكتشف علماء الفلك أن لديهم العديد من أوجه التشابه، وأدركوا فوائد استخدام المزيد من الطيف الكهرومغناطيسي للعثور عليهم.

يُطلق على السطوع النسبي للمجرة عبر أجزاء مختلفة من الطيف الكهرومغناطيسي اسم "توزيع الطاقة الطيفية". يمكن استخدام هذا لقياس عدد النجوم الموجودة في المجرة، وعمرها، ومم تتكون، وكم الغبار الذي يحجب الضوء.

في بحثنا ، نشرت in الإشعارات الشهرية للجمعية الملكية الفلكيةنظهر أنه يمكن أيضًا استخدام هذه التقنية لاكتشاف AGN. وهذا يعني أنه يمكننا الآن قياس ليس فقط خصائص وتاريخ النجوم في المجرة، ولكن أيضًا سطوع ثقبها الأسود المركزي.

إنه ليس بالأمر السهل. الفرق بين ضوء النجوم والضوء المنبعث من النوى المجرية النشطة دقيق للغاية، لذلك من الممكن الخلط بين النجوم الشابة والثقب الأسود اللامع، والعكس صحيح.

في أستراليا كان علماء الفلك باستخدام التلسكوبات الأسترالية لعمل خرائط ثلاثية الأبعاد للمجرات في مناطق محددة من السماء. تتيح لنا هذه الخرائط البحث في مئات الآلاف من المجرات، التي تمتد على مدى 3 مليار سنة من التاريخ، بحثًا عن مجرات نشطة نشطة.

من خلال تطبيق طريقتنا الجديدة على 700,000 مجرة، حددنا وحددنا أكثر من 75,000 مجرة ​​نشطة للبدء في فهم كيفية تطور عددها بمرور الوقت وكيف أثرت على المجرات المضيفة لها. يعتقد علماء الفلك أن عدد النوى المجرية النشطة في الكون مرتبط بكمية تكوين النجوم، والتي نعلم أنها كانت أكبر بعشر مرات تقريبًا قبل 10 مليارات سنة. ولكن حتى نتأكد من أننا قد حددنا كل النوى المجرية النشطة عبر الزمن الكوني في عينات مجرتنا، فلن نعرف ذلك على وجه اليقين.

في الوقت الحالي، لا يزال المجتمع الفلكي يناقش بحماس طبيعة الثقوب السوداء النشطة. على الرغم من أننا لم نجيب بعد على الأسئلة اللازمة لتهدئة النقاش، إلا أننا نقترب خطوة واحدة من القدرة على اكتشاف هذه الأشياء الرائعة داخل المجرات بشكل موثوق. وهذه خطوة مهمة نحو تسليط المزيد من الضوء على لغز الثقوب السوداء.

يتم إعادة نشر هذه المقالة من المحادثة تحت رخصة المشاع الإبداعي. إقرأ ال المقال الأصلي.

الصورة الائتمان: ناسا/CXC/CfA/R.Kraft وآخرون., CC BY-SA

المصدر: https://singularityhub.com/2021/12/31/some-black-holes-are-anything-but-black-and-scientists-found-75000-of-the-brightest-ones/