اكتشف علماء الفلك ثقبًا أسود هائلًا كان خاملًا، ويعود إلى الحياة بطريقة مثيرة ومذهلة للغاية، ويعمل بمثابة “بركان كوني” يفجر ثورانًا امتد لمليون سنة ضوئية. يقع الثقب الأسود الهائل المعني في قلب المجرة J1007+3540، وقد بقي في حالة سبات لمدة 100 مليون سنة تقريبًا.
استخدم فريق العلماء الذي يقف وراء هذه الملاحظات مصفوفة التردد المنخفض (LOFAR) في هولندا والتلسكوب الراديوي العملاق Metrewave (uGMRT) في الهند لإنشاء صور راديوية لـ J1007 + 3540 وثقبها الأسود الهائل. وكشفت هذه الصور هذا الشاسع طائرة الثقب الأسود في صراع شد الحبل من أجل الهيمنة مع قوة الجاذبية لبقية المجرة.
“إن الأمر يشبه مشاهدة بركان كوني يثور مرة أخرى بعد فترات من الهدوء – باستثناء أن هذا البركان كبير بما يكفي لنحت هياكل تمتد ما يقرب من مليون سنة ضوئية عبر الفضاء،” قائد الفريق شوبها كوماري، من كلية مدينة ميدنابور، الهند. قال في بيان.
الثقوب السوداء الهائلة توجد في قلوب جميع المجرات الكبيرة، لكنها ليست متشابهة على الإطلاق. وتتراوح كتلتها من ملايين إلى مليارات المرات كتلة الشمس، وبعضها هادئ وسلمي، مثل القوس أ* (القوس أ*) في قلب درب التبانةوالبعض الآخر يتغذى بنشاط وعنيف.
هذه الثقوب السوداء الهائلة الأخيرة محاطة بالمادة في سحابة دوارة مسطحة تسمى القرص التراكمي الذي يغذيها تدريجياً. تخلق الجاذبية الهائلة للثقب الأسود الموجود في مركز مثل هذا القرص قوى مد قوية في هذا القرص المتراكم، مما يؤدي إلى توليد الاحتكاك وتسخينه وتسبب توهجه بشكل ساطع.
ومع ذلك، ليس كل المادة الموجودة في الأقراص التراكمية مقدر لها أن تصبح وجبة خفيفة للثقب الأسود. تقوم المجالات المغناطيسية المكثفة بتوجيه الجسيمات المشحونة، أو البلازما، إلى أقطاب الثقوب السوداء النشطة فائقة الكتلة، حيث يتم إطلاقها على شكل نفاثات بسرعات تقترب من سرعة الضوء. تتوهج هذه التدفقات أيضًا بشكل ساطع، مما يجعل هذه المناطق المجرية المركزية، أو النوى المجرية النشطة (AGNs)، تبرز من مسافات كونية شاسعة.
وحتى بين هذه المحركات المجرية المذهلة، يقول العلماء إن J1007+3540 يبرز. وذلك لأنه يُظهر دليلاً على التشغيل والإيقاف، ثم إعادة التشغيل بعد فترات طويلة من الهدوء، ليبدأ الانفجار مرة أخرى بنفاثات قوية.
هيكل نفاث للثقب الأسود الهائل
تُظهر الصور التي جمعها الباحثون بنية النفاثات القادمة من هذا الثقب الأسود الهائل، والتي تتكون من نفث داخلي لامع و”شرنقة” خارجية خافتة من البلازما الباهتة الباردة. يشير ذلك للفريق إلى تاريخ من الثورات البركانية المتكررة، حيث يمثل الغلاف الخارجي من البلازما الباهتة البقايا الأحفورية للانفجارات السابقة.
وقال كوماري: “هذه الطبقات الدرامية من النفاثات الصغيرة داخل الفصوص الأقدم والمستنزفة هي توقيع AGN عرضي – وهي مجرة يستمر محركها المركزي في التشغيل والإيقاف على مدار فترات زمنية كونية”.
يبدو أن هذا الحطام النفاث قد تم سحقه وتشويهه بسبب المناطق المحيطة به بسبب حقيقة أن J1007 + 3540 يقع داخل مجموعة مجرات ضخمة مليئة بالغاز الساخن للغاية. والنتيجة هي ضغط خارجي أكبر بكثير مما تتعرض له عادة المجرات من هذا النوع، والمعروفة باسم المجرات الراديوية بسبب سطوعها في المنطقة الراديوية من المجرات. الطيف الكهرومغناطيسي.
وقال عضو الفريق سابياساتشي بال، وهو أيضًا من كلية ميدنابور سيتي، في البيان: “يعد J1007 + 3540 واحدًا من أوضح الأمثلة وأكثرها إثارةً للظواهر المجرية النشطة العرضية مع تفاعل الكتلة النفاثة، حيث ينحني الغاز الساخن المحيط ويضغط ويشوه النفاثات”.
تُظهر صورة J1007+3540 من LOFAR فصًا مضغوطًا ومشوهًا إلى الشمال من الهيكل، وهو ما يمثل البلازما التي يتم تحويلها جانبيًا بواسطة الغاز الذي تحاول الطائرة شق طريقها من خلاله. تكشف صورة uGMRT أن المنطقة المضغوطة تتكون من جسيمات أقدم فقدت الكثير من طاقتها. وهذه علامة واضحة أخرى على تأثير الكتلة على هذه الطائرة.
مزيد من الأدلة على الطريقة التي تعمل بها البيئة القاسية لـ J1007 + 3540 على نحت هذه الطائرات يأتي من ذيل طويل باهت يمتد إلى الجنوب الغربي من الهيكل. يتكون هذا الذيل من البلازما التي تم سحبها عبر العنقود، مما يخلق أثرًا ضعيفًا عمره ملايين السنين.
هذه المجرة وثقبها الأسود الهائل هما دليل على كيفية تشغيل وإيقاف النوى المجرية النشطة وكيف يمكن للنفاثات التي تنفجرها أن تتغير على مدار ملايين السنين. بالإضافة إلى ذلك، يعد J1007+3540 درسًا لعلماء الفلك فيما يتعلق بالتأثير الذي يمكن أن تحدثه العناقيد المجرية على الهياكل النفاثة.
وهذا يمكن أن يوفر في نهاية المطاف للعلماء صورة أوضح لكيفية نمو المجرات وتطورها.
نُشر بحث الفريق يوم الخميس (15 يناير) في المجلة الإشعارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية.
التعليقات