هناك قوى منسوجة في الكون، غالبًا ما تكون غير مرئية، وهي التي تملي تصميمه الكبير. على سبيل المثال، في قلب كل مجرة تقريبًا، نجد ثقبًا أسود فائق الكتلة. هذا ليس مجرد فراغ كوني، إنه محرك قوي.
حتى في اللحظات الأكثر هدوءًا، يقوم هذا المحرك بتشكيل محيطه بشكل عميق. نحن نتصل الثقوب السوداء مع هذا النوع من السلوك، نوى المجرة النشطة منخفضة اللمعان، أو LLAGN. صورة لمحركات المجرة، وهي في وضع الخمول. إنهم يركضون، ويفعلون ما يريدون، ولكن بوتيرة أبطأ بكثير. ومع ذلك، فإنها تؤثر بالكامل المجرات. السعي للعلماء؟ فك رموز لغة الأشعة تحت الحمراء الفريدة التي تتحدثها هذه النوى المجرية.
للاستماع إلى هذه الهمسات المجرية الهادئة، يحتاج العلماء إلى الأدوات المناسبة. يعتبر تلسكوب جيمس ويب الفضائي مناسبًا تمامًا.
يرى تلسكوب جيمس ويب الفضائي ضوءًا في الأشعة تحت الحمراء بأطوال موجية أطول مما تراه أعيننا. وهذا أمر بالغ الأهمية. يحجب الغاز والغبار الذي يدور حول الثقب الأسود الضوء المرئي، لكن ضوء الأشعة تحت الحمراء يمكنه اختراقه مباشرة. عندما يتم تنشيط الغاز بواسطة الثقب الأسود، يتم إثارة ذراته. ثم تستقر الذرات مرة أخرى، وتطلق الضوء بألوان محددة للغاية، وهو ما نسميه خطوط الانبعاث. وهذه بمثابة بصمة للغاز، تخبرنا مما يتكون الغاز، ومدى سخونته، وحتى مدى سرعة حركته. غالبًا ما تأتي هذه الطاقة من الاستمرارية المؤينة، وهي عبارة عن مصباح يدوي قوي عالي الطاقة من الثقب الأسود يعمل على تجريد الذرات من الإلكترونات. هذه هي القرائن الحاسمة التي يجمعها علماء الفلك، ويجمعون قصة ما يحدث بالقرب من هذه الثقوب السوداء الضخمة.
تقدم اللغة السماوية التي يتحدث بها LLAGN رؤى مهمة حول كيفية عمل هؤلاء العمالقة الهادئين. تكشف عمليات رصد تلسكوب جيمس ويب الفضائي كيف تقوم هذه الثقوب السوداء، حتى مع وجود طاقة أقل، بإخراج المواد وتنشيط الغاز، مما يؤثر على ولادة النجوم وتطور المجرة. وتعرف هذه باسم عمليات ردود الفعل الحركية.
يقوم الثقب الأسود أيضًا بدفع وتحريك الغاز والغبار المجري. إنه ليس متفرجًا سلبيًا. يمكن أن يؤدي ذلك إلى إخلاء المناطق، مما يمنع النجوم الجديدة من التشكل، أو في بعض الأحيان يضغط الغاز، مما يؤدي إلى انفجار عملية تكوين النجوم. إنها رقصة معقدة تؤديها هذه المحركات الهادئة بانتظام. الاكتشاف المذهل هو أن هذه المجرات التي تحتوي على LLAGN تحتوي على غاز الهيدروجين الجزيئي الدافئ بشكل غير عادي. درجات حرارة الإثارة أعلى بشكل منهجي منها في المجرات الأخرى. ويشير هذا إلى أنه حتى الثقب الأسود الخامل يمكنه بالفعل تسخين محيطه.
قام الفريق أيضًا بقياس “العرض الكامل بنصف الحد الأقصى” أو FWHM لخطوط الانبعاثات هذه. يخبرنا FWHM بمدى اتساع ارتفاع الضوء. ويعني الارتفاع الأوسع أن الغاز يتحرك كثيرًا، أو أنه ساخن جدًا. توفر قياسات FWHM هذه بيانات مهمة عن الحركات والظروف الفوضوية داخل الغاز، مما يوضح مقدار النشاط الموجود بالفعل.
إن فهم هؤلاء المهندسين الكونيين يساعدنا على فهم كيفية تطور المجرات. تاريخيًا، افترض علماء الفلك أن الثقوب السوداء الهائلة في LLAGN كانت خاملة إلى حد كبير. مجرد نوع من … هناك. لقد ظنوا أن الأشياء لم تكن كثيرة، وقد تراجعت قوتهم إلى الخلفية. لكن هذا العمل يوضح أنه حتى هذه المحركات الهادئة لها تأثير عميق على موطنها المجري. وحقيقة أنهم قادرون على إخراج المواد، وتنشيط الغاز، وإنتاج الهيدروجين الجزيئي الدافئ بشكل غير عادي، تعني أنهم لاعبون نشيطون. إنها تؤثر على تكوين النجوم الجديدة وتملي كيفية تحرك الغاز المجري.
وتؤثر هذه LLAGN على الكون، حتى عندما لا تكون تزأر بكامل قوتها.
هذا البحث هو مجرد قطعة واحدة من لغز أكبر بكثير. إنه يفتح أسئلة جديدة حول مدى شيوع هذا الهيدروجين الجزيئي الدافئ. كما أنه يدفع العلماء إلى التفكير في التأثيرات الدقيقة الأخرى التي قد تحدثها هذه الثقوب السوداء الهادئة. يحمل الكون العديد من الألغاز، والعلماء، باستخدام أدوات مثل تلسكوب جيمس ويب الفضائي، يتعلمون بسرعة التحدث بلغات الكون العديدة. ويستمر السعي لفهم هؤلاء المهندسين المعماريين للكون. دائماً.
تكشف رحلتنا عبر همسات الأشعة تحت الحمراء لـ LLAGN عن كون أكثر ترابطًا وديناميكية بكثير مما نتخيله غالبًا. إن الثقوب السوداء الهائلة الموجودة في قلب المجرات، حتى عندما تبدو خاملة، تمارس تأثيرًا قويًا وهادئًا. يوفر هذا البحث الأخير، المدعوم برؤية تلسكوب جيمس ويب الفضائي، قياسات تفصيلية ترسم صورة أوضح لاستمراريتها المؤينة وعمليات ردود الفعل الحركية.
لقد تعلمنا أن هذه المحركات الكونية تنحت محيطها بشكل فعال، مما يؤثر على تكوين النجوم وتطور المجرة. إن اكتشاف الهيدروجين الجزيئي الدافئ بشكل غير عادي في LLAGN هو شهادة على التعقيد غير المتوقع المختبئ على مرأى من الجميع. إنه تذكير بأن الكون لديه دائمًا المزيد ليعلمنا إياه.
مع كل خط انبعاث جديد نقوم بفك شفرته، نقترب قليلاً من فهم القصة الكونية الكبرى. يتكون عمل العلماء، باستخدام الأدوات المتقدمة، من هذه الخطوات الصغيرة المهمة. إنهم يدفعون حدود المعرفة الإنسانية، همسًا هادئًا في كل مرة. وسوف نستمر في الاستماع، لأن هناك الكثير مما يمكن سماعه.
ال يذاكر يمكن عرضه حاليًا على مستودع ورق ما قبل الطباعة arXiv.
التعليقات