هل وجد علماء الفلك ثقبًا أسودًا وحشيًا هاربًا؟

هل وجد علماء الفلك ثقبًا أسودًا وحشيًا هاربًا أم مجرد مجرة ​​غريبة جدًا؟

بقلم فيل بليت حرره لي بيلينغز

هناك شيء مرعب بطبيعته فيما يتعلق بالثقب الأسود الهائل الذي يندفع عبر الفضاء بسرعة تزيد عن 1000 متر ثلاثة ملايين كيلومترا في الساعة.

عادةً ما تتمركز هذه الكائنات العملاقة في مراكز المجرات ولسبب وجيه؛ فهي عادةً ما تكون الأجسام الأكثر ضخامة في مجرتها المضيفة، وبالتالي لا تتزحزح بسهولة.

ولكن بعد ذلك هناك RBH-1. على سبيل التلميح، فإن الاختصار “RBH” يرمز إلى “ثقب أسود هائل هارب”، وقد يكون هذا الجسم هو ذلك بالضبط: وحش تبلغ كتلته عشرات الملايين من أضعاف كتلة الشمس، يسافر بشكل فلكي عبر الفضاء بين المجرات بسرعة مذهلة.

حول دعم الصحافة العلمية

إذا كنت تستمتع بهذا المقال، ففكر في دعم صحافتنا الحائزة على جوائز من خلال الاشتراك. من خلال شراء اشتراك، فإنك تساعد على ضمان مستقبل القصص المؤثرة حول الاكتشافات والأفكار التي تشكل عالمنا اليوم.

أو قد تكون مجرد مجرة ​​غريبة. قد يكون عدم اليقين هذا هو الجزء الأكثر غرابة من القصة بأكملها: ليس احتمال وجود ثقب أسود عملاق هارب، ولكن البيانات غامضة للغاية لدرجة أننا لا نستطيع التأكد مما نراه حقًا.

والأكثر متعة هو أن علماء الفلك اكتشفوا RBH-1 بالصدفة! كانوا يفحصون عمليات الرصد الروتينية التي أجراها تلسكوب هابل الفضائي لمجرة قزمة قريبة عندما اكتشفوا شيئًا غريبًا: تدفق خطي طويل من الضوء يتماشى مع مجرة ​​بعيدة. كشفت عمليات الرصد اللاحقة التي حصلت على وتحليل طيف هذا الهيكل – سطوعه مقابل لونه، والذي يمكن أن يكشف عن مجموعة من المعلومات حول الجسم الباعث – أنه يبعد حوالي 7.7 مليار سنة ضوئية عن الأرض. وهذا يعني أنها كبيرة جدًا، حيث يبلغ طولها حوالي 200000 سنة ضوئية، أي حوالي ضعف عرض مجرتنا درب التبانة. يُظهر الطيف أيضًا أن البنية عبارة عن مزيج من الغاز والنجوم، ويشير إلى أن النهاية البعيدة عبارة عن عقدة لامعة من الغاز متوهجة مثل ما يقرب من 50 مليون شمس.

توصل فريق الاكتشاف إلى عدة تفسيرات للهيكل، بما في ذلك الحطام الناتج عن اصطدام المجرة، والغاز المستخرج من مجرة ​​عالية السرعة يتحرك عبر الوسط الهش بين المجرات، وأكثر من ذلك. لكن الباحثين خلصوا إلى أن أفضل تفسير هو أن الجسم عبارة عن ثقب أسود هائل هارب تم طرده من نواة المجرة وكان يتتبع أثر المواد أثناء حركته عبر الفضاء.

قد يبدو هذا بعيد المنال، نظرًا لأن الثقوب السوداء العملاقة غير معروفة بالتجول. ومع ذلك، فمن المثير للدهشة أن هناك عدة طرق لإخراج الثقب الأسود، حتى لو كان واحدًا عملاقًا جدًا. على سبيل المثال، عندما تصطدم مجرتان، يمكن أن تسقط ثقوبهما السوداء باتجاه بعضها البعض وتندمج في النهاية. عندما يحدث هذا، يتم إطلاق كمية مذهلة حقًا من الطاقة على شكل موجات جاذبية في نبضة قوية جدًا لدرجة أنها يمكن أن تكون لفترة وجيزة أكثر نشاطًا بآلاف المرات من طاقة الجاذبية. كل النجوم في الكون المرئي مجتمعة.

إذا لم يتم إطلاق هذه الطاقة بشكل متناظر – على سبيل المثال، إذا كانت دورات الثقبين الأسودين المتصادمتين غير متوافقة مع مستوى مدارهما المتبادل – فيمكن أن تعطي ركلة قوية بشكل يبعث على السخرية للثقب الأسود المندمج الناتج، والذي يتم بعد ذلك طرده من المجرة بسرعة عالية. ومن الممكن أيضًا أنه خلال تصادم مجرات ثلاثي معقد بشكل خاص، تتفاعل الثقوب السوداء الثلاثة كلها الجاذبية، مما يؤدي إلى تشكيل اثنين منها نظامًا ثنائيًا محكمًا بينما ينطلق الثالث بعيدًا.

لذا فإن هذه الفكرة ليست بلهاء كما تبدو للوهلة الأولى. وقدم علماء الفلك أدلة تدعم استنتاجهم أيضًا.

على أية حال، تم التشكيك في هذا الاستنتاج على الفور تقريبًا. نشر فريق آخر من علماء الفلك استنتاجًا مختلفًا: البنية هي في الواقع مجرة ​​مسطحة بشكل استثنائي “عديمة الانتفاخ”. أي مجرة ​​قرصية تشبه مجرتنا درب التبانة ولكنها تفتقر إلى الانتفاخ المركزي للنجوم القديمة. مثل هذه المجرات نادرة ولكنها ليست مجهولة. عند النظر إلى حافة هذه المجرة، فإنها تبدو كخط رفيع، ويمكن أن تحتوي على نفس المزيج من الغاز والنجوم الذي يشير إليه الطيف.

وأشار هذا الفريق إلى أن الثقب الأسود الهائل الذي يخترق الفضاء سيواجه صعوبة في إثارة أثر قوي بما فيه الكفاية لتحويل الغاز إلى نجوم. علاوة على ذلك، قال الباحثون إن الخط الزمني كان قصيرًا جدًا؛ ونظرًا لسرعة الثقب الأسود المفترض والبعد عن المجرة المضيفة المفترضة، فقد حدث حدث القذف منذ حوالي 39 مليون سنة، وهو وقت قصير نسبيًا، من الناحية الكونية، لتكوين العديد من النجوم.

لا يزال الخلاف بين علماء الفلك المختلفين حول هذه الملاحظات مستمرًا، حيث يقع البعض في معسكر “الثقب الأسود” بينما يقف البعض الآخر إلى جانب فريق “المجرة المسطحة”.

ولكي نكون واضحين، هذا هو العلم الجيد! يستخدم جميع المشاركين بيانات ومعرفة قوية، وإن كانت محدودة، تراكمت على مدى عقود لمحاولة تفسيرها. إن دعم بعض المواقف مع التمييز بين المواقف الأخرى هو الطريقة التي نتعلم بها؛ يريد العلماء أن يكونوا على حق بالطبع. لكنهم يريدون أن يعرفوا بشكل عام ما هو يمين.

إذن ما هو؟

وقد وضعت الملاحظات الأخيرة تطورا جديدا في هذا الشأن. استخدم أعضاء فريق الاكتشاف الأصلي تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST) للحصول على أطياف الأشعة تحت الحمراء من الجسم لمعرفة ما إذا كان طرف الهيكل متسقًا مع كونه موجة صدمية هائلة من ثقب أسود يصطدم بمواد بين المجرات. في ورقة نشرت في رسائل مجلة الفيزياء الفلكية, وخلصوا إلى أن الملاحظات تدعم بالفعل هذا الاستنتاج. على سبيل المثال، عند النظر على طول الهيكل، هناك تغير كبير في سرعة الغاز: فهو ينخفض ​​بحوالي 600 كيلومتر في الثانية عند الطرف، وهو ما تتوقعه تقريبًا من ثقب أسود تفوق سرعته سرعة الصوت يرسل موجات صادمة عبر الغاز المحيط.

لكن الفريق الأصلي المنشق من علماء الفلك قام أيضًا بتحليل طيف JWST نفسه وتوصل إلى نتيجة مختلفة. في ورقة نشرت في ملاحظات بحثية لـ AAS, وجد هؤلاء الباحثون أن البيانات كانت أكثر اتساقًا مع الضوء المنبعث من سحب الغاز المجرية القياسية التي تشكل النجوم مقارنةً بالغاز الذي تعرض لصدمة شديدة. مرة أخرى، يشير هذا إلى أن البنية عبارة عن مجرة ​​قرصية حافة، وليس نتيجة لثقب أسود متدافع.

إذن ماذا يمكننا أن نستنتج من كل هذا؟ وعلى الرغم من الثقة التي أبداها الجانبان، أعتقد أنه لا يزال من السابق لأوانه إعلان إغلاق هذه القضية. أود أن أكون قادرًا على القول إن هذا الجسم هو عملاق يتدحرج ويخلق نجومًا حديثة الولادة في أعقابه لأن ذلك سيكون مثيرًا. من ناحية أخرى، فإن مثل هذه المجرة المسطحة الطويلة للغاية ستكون أيضًا غريبة جدًا، وعلى الرغم من أنها أقل بهرجة، إلا أنها لا تزال ذات أهمية كبيرة لعلماء الفلك. ومع ذلك، في هذه المرحلة، ما زلنا لا نعرف.

ولكن مرة أخرى، هذا علم جيد! إن جدلًا كهذا هو بمثابة ذرة لعلم الفلك ويوفر فرصة لدفع الإجماع بطريقة أو بأخرى من خلال المزيد من المراقبة والتحليل الذكي. هذه هي الطريقة التي نتعلم بها ما يخبرنا به الكون.

نحن لا نعرف ما هو RBH-1، ولكن يمكننا أيضًا إضافة كلمتي المفضلة في كل العلوم إلى نهاية تلك العبارة: “حتى الآن”.