صورة للمنطقة الوسطى من المجرة النجمي M82. حقوق الصورة: ناسا اضغط للتكبير
وجد العلماء الذين يستخدمون مستكشف روسي للأشعة السينية التابع لناسا نجمًا محكومًا يدور حول ما يبدو أنه ثقب أسود متوسط الحجم؟ فئة "متداخلة" من الثقب الأسود استعصت على التأكيد وأحبطت العلماء لأكثر من عقد من الزمان.
مع اكتشاف النجم وفترة مداره ، أصبح العلماء الآن على بعد خطوة واحدة من قياس كتلة مثل هذا الثقب الأسود ، وهي خطوة من شأنها أن تساعد في التحقق من وجودها. تتناسب فترة النجم وموقعه بالفعل مع النظرية الرئيسية حول كيفية تشكل هذه الثقوب السوداء.
أعلن فريق بقيادة البروفيسور فيليب كاريت من جامعة أيوا ، أيوا سيتي ، هذه النتائج اليوم في Science Express. وستظهر النتائج أيضًا في عدد 27 من مجلة Science.
قال كاريت: "لقد وقعنا على هذا النجم العادي في مرحلة فريدة من مراحل تطوره ، في نهاية حياته عندما انتفخ في مرحلة عملاقة حمراء". ونتيجة لذلك ، يتدفق الغاز من النجم إلى الثقب الأسود ، مما يتسبب في إضاءة المنطقة بأكملها. هذه منطقة مدروسة جيدًا في السماء ، وقد اكتشفنا النجم بقليل من الحظ والكثير من المثابرة ".
الثقب الأسود هو جسم كثيف للغاية وله قوة جاذبية شديدة لدرجة أنه لا شيء ، ولا حتى الضوء ، يمكنه الهروب من سحبه مرة واحدة داخل حدوده. تصبح منطقة الثقب الأسود مرئية عندما تسقط المادة باتجاهها وتسخن إلى درجات حرارة عالية. ينبعث هذا الضوء قبل أن تعبر المادة الحدود ، تسمى أفق الحدث.
مجرتنا مليئة بملايين الثقوب السوداء ذات الكتلة النجمية ، ولكل منها كتلة بضعة شموس. هذه تشكلت من انهيار نجوم ضخمة جدا. تمتلك معظم المجرات في قلبها ثقبًا أسود فائق الكتلة ، يحتوي على كتلة الملايين إلى مليارات من الشمس المحصورة في منطقة ليست أكبر من نظامنا الشمسي. لا يعرف العلماء كيف تتشكل هذه ، ولكن من المحتمل أنها تنطوي على انهيار كميات هائلة من الغاز البدائي.
قال الدكتور جان سوانك ، عالِم مشروع روسي إكسبلورر في مركز جودارد لرحلات الفضاء في جرينبيلت: "في العقد الماضي ، عثرت العديد من الأقمار الصناعية على دليل على فئة جديدة من الثقوب السوداء ، والتي يمكن أن تكون بين 100 و 10000 كتلة شمسية". ، دكتوراه في الطب ، "كان هناك جدل حول الجماهير وكيف ستشكل هذه الثقوب السوداء. قدم روسي رؤية جديدة كبيرة. ”
تسمى هذه الثقوب السوداء متوسطة الكتلة المشتبه بها بأجسام الأشعة السينية فائقة الإضاءة لأنها مصادر مشرقة للأشعة السينية. في الواقع ، تستند معظم تقديرات كتلة الثقب الأسود هذه فقط على حساب مدى قوة قوة الجاذبية المطلوبة لإنتاج ضوء بكثافة معينة.
قامت مجموعة Kaaret في جامعة أيوا ، والتي تضم البروفيسور كورنيليا لانغ وميلاني سيميت ، وهي طالبة جامعية ، بإجراء قياس يمكن استخدامه في المعادلة لحساب الكتلة مباشرة. باستخدام الفيزياء النيوتونية المباشرة ، يمكن للعلماء حساب كتلة الجسم بمجرد معرفة الفترة المدارية وسرعة الأجسام الأصغر التي تدور حوله.
قال سيميت: "وجدنا ارتفاعًا وهبوطًا في ضوء الأشعة السينية كل 62 يومًا ، على الأرجح بسبب مدار النجم المرافق حول الثقب الأسود". ومع ذلك ، سيكون من الصعب تحديد السرعة ، لأن النجم يقع في مثل هذه المنطقة المحجوبة من الغبار. وهذا يجعل من الصعب على التلسكوبات البصرية والأشعة تحت الحمراء مراقبة النجم وإجراء حسابات السرعة. ولكن في الوقت الحالي ، فإن معرفة الفترة المدارية فقط تكشف للغاية.؟
يُعرف الثقب الأسود متوسط الكتلة المشتبه به ، والمعروف باسم M82 X-1 ، وهو جسم أشعة سينية فائق الإضاءة ومدروس جيدًا في تجمع نجمي قريب يحتوي على حوالي مليون نجمة معبئة في منطقة يبلغ طولها حوالي 100 سنة ضوئية فقط. تقترح نظرية رائدة أن العديد من تصادمات النجوم على مدى فترة قصيرة في منطقة مزدحمة سيخلق نجمًا عملاقًا قصير العمر ينهار إلى ثقب أسود ذو كتلة شمسية 1000. الكتلة بالقرب من M82 X-1 لديها كثافة عالية بما يكفي لتشكيل مثل هذا الثقب الأسود. لا يوجد رفيق عادي يمكنه توفير الوقود الكافي لجعل M82 X-1 يلمع بشكل مشرق. لكن الفترة المدارية التي تبلغ 62 يومًا تشير إلى أن الرفيق يجب أن يكون منخفض الكثافة جدًا. هذا يناسب سيناريو النجم العملاق المتضخم الذي يخسر كتلة بمعدل مرتفع بما يكفي لتزويد M82 X-1 بالوقود.
قال كاريت: "مع اكتشاف الفترة المدارية ، أصبح لدينا الآن صورة متسقة للتطور الكامل لثنائي أسود متوسط الكتلة." "لقد تشكلت في كتلة نجمية" فائقة "؛ ثم استولى الثقب الأسود على نجم رفيق ؛ تطور النجم المرافق إلى المرحلة العملاقة. ونرى الآن أنها مصدر أشعة سينية مضيئة للغاية لأن النجم المرافق قد توسع ويغذي الثقب الأسود ".
المصدر الأصلي: بيان صحفي لوكالة ناسا
