ادعى علماء الفلك يوم الاثنين أنهم اكتشفوا ما قد يكون أكثر الأجسام جوعًا وإضاءةً في الكون المرئي، وهو ثقب أسود هائل يبتلع نجمًا يوميًا. وهذا يعادل كتلة 370 شمسًا تختفي سنويًا في المريء الكوني منذ 11 مليار سنة عند فجر التاريخ.
تجشؤ حقا.
وفي ورقة بحثية نشرت في مجلة Nature Astronomy، وصف كريستيان وولف من الجامعة الوطنية الأسترالية وزملاؤه من أستراليا وأوروبا، الجسم الموجود في مركز الكوازار المكتشف حديثًا والمعروف باسم J0529-4351 بأنه “الثقب الأسود الأسرع نموًا في الكون”.
ووفقاً لتقديراتهم، فإن هذا الثقب الأسود يعتبر واحداً من أضخم الثقوب السوداء التي تم اكتشافها على الإطلاق: حيث تبلغ كتلته 17 مليار مرة كتلة الشمس.
لكن علماء فيزياء فلكية آخرين شككوا في النتيجة، متشككين في الطرق التي تم من خلالها تقدير كتلة وإضاءة الكوازار الجديد. وقالوا إن الحسابات غير مؤكدة للغاية بحيث لا يمكن أن تكون حاسمة. وقال دانييل هولز، عالم الفيزياء الفلكية النظرية في جامعة شيكاغو: “قد تكون لديهم القيمة الصحيحة، لكنني لا أعتقد أن المراقبين الآخرين سوف يصابون بالصدمة إذا تبين أن الكتلة الحقيقية أقل إلى حد ما”.
قال: “يبدو الأمر وكأنه كائن متطرف”. لكنه أضاف: “سأشعر بالصدمة إذا تبين أن هذا هو النجم الزائف الأكثر سطوعًا في السماء”.
ووصفت جيني جرين، أستاذة علوم الفيزياء الفلكية بجامعة برينستون، النتيجة بأنها “لطيفة”.
وقالت: “من الجميل أن نختار ألمع شيء ما”.
ومع ذلك، فقد اتفقت مع الدكتور هولز: «لا أعتقد أن فرق اللمعان بين هذا والكوازارات الأخرى كبير إلى هذا الحد، بالنظر إلى التباين التاريخي للكوازارات. ليس من الواضح أن هذا الجسم أكثر سطوعًا من الأجسام الأخرى.
وقد شارك تشونغ باي ما، عالم الفيزياء الفلكية في جامعة كاليفورنيا في بيركلي، قائلاً إن تقدير كتل الثقوب السوداء هذه يمكن أن يكون مخطئًا بعامل اثنين أو ثلاثة، “وهو كبير جدًا بحيث لا يجعلني أفقد القدرة على النوم بسبب جدوى النظرية السائدة”. النماذج الكونية.”
هذه قصة أرقام كبيرة محيرة للعقل، بغض النظر عن كيفية ظهورها.
قال الدكتور هولز في رسالة بالبريد الإلكتروني: «هناك لعبة غريبة نلعبها في علم الفلك، حيث نبحث دائمًا عن الأكبر، والألمع، والأصغر، والأقدم، وما إلى ذلك». “إن الأجسام التي تحطم الأرقام القياسية هي وسيلة فعالة للتعرف على الكون. تساعد الحدود المتطرفة في إلقاء الضوء على حدود المشكلة، وتساعد في دفع نظرياتنا إلى (أو تجاوز) نقاط الانهيار.
وهذا هو الحال مع الكوازارات والثقوب السوداء. الكوازارات هي أجسام بعيدة تشبه النجوم في السماء. وفي ستينيات القرن العشرين، اكتشف أنها تبعث سيولًا غير محتملة من الطاقة، متفوقة على كل النجوم الموجودة في المجرة التي كانت موجودة فيها.
وقد استنتج علماء الفلك منذ ذلك الحين أن كل هذه الطاقة تنتج عن سقوط المادة في الثقوب السوداء العملاقة. مثلما لا يمكن لحوض الاستحمام أن يصرف في لحظة، فإن المادة لا يمكن أن تختفي إلا في البالوعة الكونية بمعدل يسمى حد إدينغتون، اعتمادًا على حجم الثقب الأسود. الباقي محاصر في نوع من الباب الدوار للهلاك، قرص دوار ومثير يشع طاقة. مما يجعل الثقوب السوداء، رغم اسمها، من أكثر الأجسام سطوعًا في الكون.
نظرًا لأنها تشبه النجوم، فمن الصعب العثور على النجوم الزائفة في السماء. قال الدكتور وولف، وهو صياد متخصص في أشباه النجوم، في رسالة بالبريد الإلكتروني إنه استمتع بالصيد. وكتب: “هذا يجعلني أشعر وكأنني طفل مرة أخرى”.
في هذه الحالة، كان الكوازار مختبئًا على مرأى من الجميع في قاعدة بيانات مركبة الفضاء جايا Gaia التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية، والتي رسمت خرائط لمواقع وخصائص مليارات النجوم منذ إطلاقها في عام 2013.
وقد حدده الدكتور وولف وفريقه على أنه نجم زائف بعد مراقبته بالتلسكوب في مرصد سايدنج سبرينج في أستراليا. أتاحت متابعة القياسات الطيفية باستخدام التلسكوب الكبير جدًا الذي يديره المرصد الأوروبي الجنوبي في لا سيلا في تشيلي، تقدير حجم قرص التراكم وسرعة الغاز الموجود بداخله.
وهذا بدوره جعلهم يستنتجون أن كتلة الثقب الأسود تبلغ نحو 17 مليار كتلة شمسية، وأنه كان يتراكم كتلته بأسرع ما يمكن، عند حد إدينجتون، بالنظر إلى حجمه أو كتلته.
وكتب علماء الفلك في ورقتهم البحثية: “في هذه العملية، يطلق قرص التراكم وحده طاقة إشعاعية تعادل ناتج ما بين 365 و640 تريليون شمس”. ويأملون أن يفعلوا ما هو أفضل قريبًا من خلال نسخة مطورة من أداة جديدة عالية الدقة، تسمى الجاذبية على التلسكوب الكبير جدًا، والتلسكوب الأوروبي الكبير للغاية القادم قيد الإنشاء الآن في تشيلي.
ومع الاعتراف بأن جميع تقديرات كتل الثقوب السوداء البعيدة في الكون المبكر كانت غير مؤكدة بالفعل بفارق كبير، قال الدكتور وولف إن الأدوات الجديدة يجب أن تكون قادرة على الحصول على صورة واضحة المعالم لقرص العاصفة الدوار الذي يؤدي إلى ثقب أسود دقيق. كتلة. وقال: “سيتحقق هذا من المقياس الذي نستخدمه عند أعلى المستويات وأكثرها تطرفًا، وقد يساعد في تسوية الجدل حول كل هذه الاستقراءات التي نعتمد عليها حاليًا”. “ستكون هذه بالتأكيد خطوة مهمة في علم الكونيات.”
وبالمقارنة، فإن الثقب الأسود الموجود في مركز مجرة درب التبانة يبلغ حجمه أربعة ملايين مرة فقط كتلة الشمس، والثقب الأسود الذي تم تصويره في مركز المجرة العملاقة M87 في برج العذراء يبلغ حجمه 6.5 مليار مرة كتلة الشمس.
إن الاكتشافات الأخيرة للثقوب السوداء فائقة الكتلة الموجودة في المجرات في وقت مبكر من تاريخ الكون، بعد مليار أو عامين فقط من الانفجار الكبير، أثارت الجدل حول كيفية نموها بهذه السرعة الكبيرة. لقد افترض علماء الفلك منذ فترة طويلة أنه عندما كان عمر الكون 100 مليون سنة فقط أو نحو ذلك، كان مزروعًا بالثقوب السوداء عندما احترقت النجوم الأولى وانفجرت وانهارت إلى ثقوب سوداء تبلغ كتلتها عشرات المرات كتلة الشمس. من حيث المبدأ، في الزمن الكوني، يمكن أن تنمو لتصبح الوحوش الموجودة في مراكز جميع المجرات تقريبًا عن طريق الاندماج مع الثقوب السوداء الأخرى، وتراكم الغاز وأكل النجم العرضي الذي يتجول قريبًا جدًا.
وقال الدكتور وولف إنه بمعدل نموه الملحوظ، فإن الثقب الأسود للكوازار سيتضاعف كل 30 مليون سنة، مما يسمح لكتلة الثقب الأسود بالنمو إلى 17 مليار شمس في غضون ثلاثة مليارات سنة بعد الانفجار الكبير.
لكنه أضاف أنه من غير المرجح أن تنمو الثقوب السوداء بأقصى معدلاتها طوال الوقت. وأشار إلى أن الثقوب السوداء لا تصل إلى حدود إدينجتون إلا بشكل متقطع، عندما يظهر العيد. تم اكتشاف المزيد من الثقوب السوداء الضخمة في العصور المبكرة للكون بواسطة التلسكوبات مثل تلسكوب جيمس ويب الفضائي، ولكن لم يكن أي منها مضيئًا مثل J0529-4351.
مما دفع بعض علماء الفلك إلى التكهن بأن العديد من هذه الثقوب السوداء كانت لها أصول بدائية، سبقت النجوم والمجرات، وبدأت ضخمة جدًا.
قال الدكتور وولف: «أنا شخصيًا أتوصل إلى فكرة أن الثقوب السوداء تشكلت قبل ظهور المجرات، وأنها كانت البذور التي تشكلت حولها المجرات وليس العكس».
وقال: “لقد تم اقتراح هذا منذ عقود مضت، لكنه كان يعتبر مجنونا للغاية بحيث لم يصبح سائدا”. لكن النتائج التي توصل إليها تلسكوب جيمس ويب الفضائي الجديد قد بثت بعض الحياة في هذه الفكرة. قال الدكتور وولف: “إنه وقت مثير للغاية”.
