اكتشف علماء الفلك 53 نجمًا زائفًا جديدًا فائق الكتلة يعمل بالثقوب السوداء، ويطلق نفاثات من المادة بسرعة قريبة من سرعة الضوء تمتد لمسافة تصل إلى 7.2 مليون سنة ضوئية، أي حوالي 50 مرة عرض درب التبانة.
تُعرف هذه الكائنات الوحشية باسم الكوازارات الراديوية العملاقة، هي جزء من مجموعة مكونة من 369 كوازارًا راديويًا اكتشفها مؤخرًا علماء الفلك الهنود في البيانات التي تم جمعها بواسطة التلسكوب الراديوي العملاق (GMRT)، وهو عبارة عن مجموعة من 30 طبقًا مكافئًا تقع بالقرب من بيون، الهند، كجزء من مسح السماء TIFR GMRT (TGSS). غطى TGSS حوالي 90% من الكرة السماوية فوق الأرض، مع تغطية السماء الواسعة للتلسكوب وحساسيته العالية مما يجعله الأداة المثالية لاكتشاف الهياكل البعيدة العملاقة التي تنبعث منها موجات الراديو مثل النجوم الزائفة الراديوية العملاقة.
رغم ذلك الثقوب السوداء الهائلة مع كتل تتراوح بين ملايين إلى مليارات المرات من كتلة الشمس، يُعتقد أنها تقع في قلوب جميع المجرات الكبيرة، ولكن ليس كل هذه العمالقة الكونية تزود مناطق مركزية مشرقة تسمى النوى المجرية النشطة (AGN) أو يُنظر إليها على أنها “نجوم زائفة”، وهي نوى مجرية قوية للغاية.
لتزويد الكوازار بالطاقة، يجب أن يكون الثقب الأسود الهائل محاطًا بكمية كبيرة من الغاز والغبار، الذي يمكنه أن يتغذى عليه. وتدور هذه المادة حول ثقوب سوداء هائلة الحجم في هياكل سحابية مسطحة تسمى الأقراص التراكمية. يؤدي تأثير الجاذبية الهائل للثقوب السوداء فائقة الكتلة إلى توليد قوى مد قوية في الأقراص التراكمية، مما يؤدي إلى تسخين هذه المادة، مما يؤدي إلى انبعاث إشعاعات ساطعة عبر الطيف الكهرومغناطيسي.
ومع ذلك، من المعروف أن الثقوب السوداء هي آكلات فوضوية، ولا يتم تغذيتها بكل المادة الموجودة في الأقراص التراكمية. تقوم المجالات المغناطيسية القوية بتوجيه الغاز عالي التأين، أو البلازما، إلى أقطاب الثقب الأسود الهائل، حيث يتم تسريعه إلى سرعات قريبة من الضوء وينفجر في اتجاهات متعاكسة كنفاثات مزدوجة قوية. مع مرور الوقت، ومع وصولها إلى مسافات تصل إلى عدة سنوات ضوئية من مصدرها، يمكن لهذه التدفقات أن تنتشر في أعمدة واسعة أو “فصوص” تنتشر بعيدًا فوق وتحت مستوى المجرة التي تخرج منها. تصاحب النفاثات والفصوص انبعاثات موجات راديوية قوية.
وقال قائد الفريق سابياساتشي بال، وهو عالم فلك في كلية مدينة ميدنابور: “إن نفاثاتها الراديوية الضخمة تجعل هذه النجوم الزائفة ذات قيمة لفهم المراحل المتأخرة من تطورها والوسط بين المجرات الذي تتوسع فيه، وهو الغاز الضعيف الذي يحصر فصوصها الراديوية على بعد ملايين السنين الضوئية من الثقب الأسود المركزي”. “ومع ذلك، فإن العثور على مثل هذه العمالقة ليس بالأمر السهل.” وأوضح الباحث أن ذلك يرجع إلى أن “الجسر” الخافت للانبعاثات الذي يربط بين الفصين غالبًا ما يتلاشى إلى ما دون حدود الكشف، مما يجعل الهيكل العام يبدو مكسورًا أو غير مكتمل.
وتابع بال: “تعتبر المسوحات الراديوية منخفضة التردد فعالة بشكل خاص في تحديد هذه الأنظمة لأن بلازما السنكروترون القديمة في الفصوص تنبعث بقوة أكبر عند ترددات الراديو المنخفضة مقارنة بالترددات الأعلى”.
لاحظ الفريق اتجاهًا مثيرًا للاهتمام فيما يتعلق بالكوازار الراديوية العملاقة والبيئات التي تعيش فيها، حيث وجد أن حوالي 14% على الأقل من هذه الأجسام الوحشية تقع داخل تجمعات وعناقيد مجرية وبالقرب من الخيوط الكونية من الغاز والغبار والمادة المظلمة حيث تتجمع المجرات وتنمو.
وقال عضو الفريق Netai Bhukta من جامعة Sidho Kanho Birsha في لاجدا بالهند في البيان: “يبدو أن البيئة تلعب دورًا رئيسيًا في تشكيل كيفية تطور هذه الطائرات الراديوية”. “في المناطق الأكثر كثافة، قد تتباطأ التدفقات أو تنحني أو تتعطل بسبب الغاز المحيط، بينما في المناطق الفارغة، يمكن أن تنمو بحرية عبر الوسط بين المجرات.”
على الرغم من أن معظم الكوازارات تحتوي على نفاثات مزدوجة، إلا أن العلماء لاحظوا أن هذه النفاثات غالبًا ما تكون غير متساوية من حيث الطول أو السطوع، وهو تفاوت يسمى عدم تناسق النفاثات الراديوية. وقالت عضوة الفريق سوشانتا ك. موندال، وهي أيضًا من جامعة سيدو كانهو بيرشا: “يخبرنا عدم التماثل هذا أن هذه النفاثات تقاتل ضد بيئة كونية غير متساوية”. “من جانب واحد، ربما تتدفق الطائرة في سحب أكثر كثافة من الغاز بين المجرات، مما يؤدي إلى إبطاء نموها، بينما يتوسع الجانب الآخر بحرية من خلال وسط أرق.”
يبدو أن النتائج التي توصل إليها الفريق تشير إلى أن النجوم الزائفة العملاقة الموجودة على مسافات أكبر تظهر عدم تناسق نفاث أكبر مقارنة بتلك الأقرب إلى درب التبانة. قد يكون هذا بسبب أنه كلما كانت هذه النجوم الزائفة بعيدة، كلما عدنا إلى الوراء في الزمن الذي نراها فيه، وكان الكون المبكر أكثر فوضوية ومليئًا بغاز أكثر كثافة مما شوه مسارات هذه التدفقات.
تم نشر بحث الفريق في 13 نوفمبر سلسلة ملحق مجلة الفيزياء الفلكية للجمعية الفلكية الأمريكية.
التعليقات