ثقب أسود بعيد عن المجرة ينظر إليه على نحو غير متوقع

منظر أشعة إكس للثقب الأسود النشط في قلب المجرة البعيدة GSN 069 ، على بعد حوالي 250 مليون سنة ضوئية. يُظهر الجزء العلوي من الرسوم المتحركة ملاحظات من تلسكوب فضاء الأشعة السينية التابع لوكالة الفضاء الأوروبية (XMM-Newton). يوضح الرسم البياني في الجزء السفلي اختلافات سطوع الأشعة السينية للثقب الأسود بالنسبة لمستواه "الساكن". اقرأ المزيد حول هذه الصورة ، التي تتم عبر ESA / XMM-Newton / G. مينيوتي وم. جيوستيني.

قالت وكالة الفضاء الأوروبية (ESA) في 11 سبتمبر 2019 ، أن تلسكوب الفضاء X-ray الخاص به XMM-Newton قد اكتشف إشارات دورية لم يسبق لها مثيل من إشعاعات الأشعة السينية من ثقب أسود عملاق في مجرة ​​بعيدة. وقال هؤلاء العلماء في بيان إن مشاعل:

... يمكن أن تساعد في شرح بعض السلوكيات المبهمة للثقوب السوداء النشطة

الثقوب السوداء النشطة هي تلك التي ما زالت تبتلع المواد بنشاط - النجوم ، الغاز ، الغبار - التي توفرها المجرات المنزلية. نحن نميل إلى رؤية ثقوب سوداء هائلة الكتلة - مثل تلك التي تمت ملاحظتها للاشتعال في مجرة ​​تُعرف باسم GSN 069 ، والتي تقع على بعد حوالي 250 مليون سنة ضوئية - في مجرات بعيدة ، على عكس الثقب الأسود الهائل للغاية في مركزنا درب التبانة (على الرغم من أن الثقب الأسود المركزي لدرب التبانة بدا وكأنه يلتهم شيء ما في وقت سابق من هذا العام). من بين القنابل التي شوهدت قادمة من الثقب الأسود المركزي في GSN 069 ، قال علماء الفلك:

في 24 كانون الأول (ديسمبر) 2018 ، شوهد المصدر يزداد سطوعه فجأة بنسبة تصل إلى 100 عامل ، ثم عاد إلى مستوياته الطبيعية خلال ساعة واحدة وأضاء مرة أخرى بعد تسع ساعات.

جيوفاني مينيوتي ، من Centro de Astrobiología في مدريد ، إسبانيا ، هو المؤلف الرئيسي لورقة جديدة نشرت في 11 سبتمبر في مجلة Nature التي يراجعها النظراء. هو قال:

كان غير متوقع تماما. تومض الثقوب السوداء العملاقة بانتظام مثل الشموع ، لكن التغييرات السريعة المتكررة التي تمت مشاهدتها في GSN 069 اعتبارًا من ديسمبر فصاعدًا تعد شيئًا جديدًا تمامًا.

بعد أن أحاطت الكلمة بأن هذا الثقب الأسود كان يحترق ، تم قلب التلسكوبات الأخرى في اتجاهها. أجرى XMM-Newton ملاحظات متابعة في الشهرين التاليين ، كما فعل مرصد Chandra X-ray التابع لناسا. وأكدت هذه التلسكوبات:

... أن الثقب الأسود البعيد كان لا يزال يحتفظ بالإيقاع ، ينبعث منه رشقات دورية للأشعة السينية كل تسع ساعات.

يطلق الباحثون على الظاهرة الجديدة "ثورات شبه دورية" ، أو QPEs.

عرض بصري وأشعة إكس للمجرة النشطة GSN 069. المزيد حول هذه الصورة. الصورة عبر وكالة الفضاء الأوروبية.

ربما تكون قد سمعت أن الثقوب السوداء سوداء لأنها لا يمكن للضوء أن يهرب منها. إذن ما الذي يفعله الحرق؟ مشاعل تأتي من عملية التراكم. يحدث ذلك قبل سقوط حطام الغاز أو الغبار أو النجم مباشرة بعد نقطة اللاعودة المعروفة باسم أفق الحدث. قبل هذا الغطس النهائي على أفق الحدث ، تشكل المادة حلقة مسطّحة من مادة الغزل ، والمعروفة باسم قرص التزايد. أوضح مينيوتي أن مشاعل الأشعة السينية:

... تأتي من المواد التي تراكمت في الثقب الأسود وتسخين في هذه العملية.

هناك العديد من الآليات في قرص التراكم والتي يمكن أن تؤدي إلى هذا النوع من الإشارات شبه الدورية ، والتي من المحتمل أن تكون مرتبطة بعدم الاستقرار في تدفق التراكم بالقرب من الثقب الأسود المركزي.

بدلاً من ذلك ، يمكن أن تحدث الانفجارات بسبب تفاعل مادة القرص مع جسم ثان - ثقب أسود آخر أو ربما بقايا نجم تم تعطيله مسبقًا بواسطة الثقب الأسود.

قال جيوفاني وزملاؤه إنه على الرغم من أن أحداً لم يلاحظ هذه الظاهرة من قبل ، فإن التوهجات الدورية مثل تلك التي شوهدت للتو قد تكون شائعة في الكون. وأوضح بيانهم:

من المحتمل أنه لم يتم التعرف على هذه الظاهرة من قبل لأن معظم الثقوب السوداء في نوى المجرات البعيدة ، مع كتل ملايين إلى بلايين المرات من كتلة شمسنا ، أكبر بكثير من تلك الموجودة في GSN 069 ، والتي لا تتجاوز 400000 مرات أكثر ضخامة من شمسنا.

كلما كان الثقب الأسود أكبر حجماً وأكثر ضخامة ، كان التقلبات في السطوع أبطأ مما يمكن عرضه ، وبالتالي فإن الثقب الأسود الفائق الكتلة لن يندلع كل تسع ساعات ، ولكن كل بضعة أشهر أو سنوات. هذا من شأنه أن يجعل الكشف غير مرجح لأن الملاحظات نادراً ما تمتد لفترات طويلة من الزمن.

قالوا إن الانفجارات شبه الدورية كتلك الموجودة في GSN 069 يمكن أن توفر إطارًا طبيعيًا لتفسير بعض الأنماط المحيرة التي لوحظت في جزء كبير من الثقوب السوداء النشطة ، والتي يبدو سطوعها يتغير بسرعة كبيرة بحيث يتعذر تفسيرها بسهولة بواسطة النماذج النظرية الحالية. قال مينيوتي:

نحن على دراية بالكثير من الثقوب السوداء الضخمة التي يرتفع سطوعها أو يتحلل بسبب عوامل كبيرة للغاية في غضون أيام أو شهور ، بينما نتوقع أن تتغير بوتيرة أبطأ بكثير.

ولكن إذا كان بعض هذا التباين يتوافق مع مراحل الارتفاع أو الانهيار في الانفجارات المماثلة لتلك المكتشفة في GSN 069 ، فيمكن بطبيعة الحال حساب التباين السريع لهذه الأنظمة ، والذي يبدو غير ممكن في الوقت الحالي.

سوف تخبر البيانات الجديدة والدراسات الإضافية ما إذا كان هذا التشبيه قائم بالفعل.

الأشعة السينية تتوهج من المجرة النشطة GSN 069. المزيد عن هذه الصورة. الصورة عبر ESA / XMM-Newton ؛ NASA / CXC. ج. مينيوتي (CAB ، CSIC-INTA ، إسبانيا).

يمكن أن تفسر الانفجارات شبه الدورية التي تم رصدها في GSN 069 أيضًا خصائص أخرى مثيرة للاهتمام تمت ملاحظتها في انبعاث الأشعة السينية من جميع الثقوب السوداء الفائقة اللامعة تقريباً ، والتي يمكنك قراءتها في ESA Space News.

في الوقت الحالي ، يحاول هذا الفريق من علماء الفلك تنظيم دراساتهم عن المجرة البعيدة GSN 069 ؛ على سبيل المثال ، يحاولون تحديد الخصائص المميزة لهذه المجرة في الوقت الذي تم فيه اكتشاف الثورات الدورية لأول مرة. قال نوربرت شارتيل ، عالم مشروع XMM- نيوتن في وكالة الفضاء الأوروبية:

GSN 069 هو مصدر رائع للغاية ، مع إمكانية أن تصبح مرجعا في مجال تراكم الثقب الأسود.

وقالوا إن معرفة ما الذي تبحث عنه سيساعدهم أيضًا بشكل أكثر كفاءة في استخدام مقاريب الأشعة السينية مثل XMM-Newton و Chandra للبحث عن المزيد من الانفجارات شبه الدورية من الثقوب السوداء الفائقة الكتلة الأخرى في المجرات البعيدة. قالت مارجريتا جيوستيني ، من مركز دراسات الفضاء في مدريد - مؤلفة مشاركة في الدراسة - إن الهدف هو:

... لفهم الأصل المادي لهذه الظاهرة الجديدة.

الخلاصة: في أواخر عام 2018 ، شوهد أن الثقب الأسود الهائل في المجرة GSN 069 - على بعد حوالي 250 مليون سنة ضوئية - يؤدي إلى زيادة سطوعه فجأة بمقدار يصل إلى 100 عامل ، ثم العودة إلى مستواه الطبيعي في غضون ساعة واحدة ، ثم تضيء مرة أخرى بعد تسع ساعات. ومنذ ذلك الحين واصلت هذه مشاعل شبه دورية. يريد العلماء أن يعرفوا ما الذي يسبب لهم.

المصدر: الانفجارات شبه الدورية للأشعة السينية لمدة تسع ساعات من نواة المجرة ذات الثقب الأسود منخفضة الكتلة

عبر وكالة الفضاء الأوروبية