يوجد ثقب أسود في أعماق قلب مجرة درب التبانة. ومع ذلك ، ليس هذا هو الشيء الغامض الذي يحاول العلماء فابيو أنتونيني ، من المعهد الكندي للفيزياء الفلكية النظرية ، وديفيد ميريت ، من معهد روتشستر للتكنولوجيا ، تفسيره. وجوه اهتمامهم هي مدارات النجوم الفتية الضخمة التي تحضرها. يطلق عليهم 'نجوم S'.
لا. هذا ليس تلعثم. النجوم S هي ظاهرة مشروعة تمكن الباحثين من فحص نشاط الثقب الأسود عن كثب. إن مجرد وجودهم يجعل علماء الفلك يتساءلون عما يعرفونه. على سبيل المثال ، كيف يمكن لهذه النجوم الشابة الضخمة أن تدور بالقرب من منطقة يكون من المستبعد جدًا أن تتشكل فيها هناك؟ تعني القوة الهائلة للجاذبية القوية بالقرب من الثقب الأسود أن هذه النجوم يجب أن تكون بعيدة عن موقعها المرصود. ومع ذلك ، عندما ابتكر المنظرون نماذج لتصوير كيفية انتقال النجوم S إلى مواقعها المدارية الحالية ، فإن الأرقام ببساطة لم تتطابق. كيف يمكن إزالة مداراتهم بشكل جذري من التنبؤات؟
قدم الدكتور أنتونيني اليوم أفضل تفسير له لهذا اللغز في الاجتماع السنوي للجمعية الفلكية الكندية (CASCA). في 'أصل العنقود النجمي S في مركز المجرة' ، قدم نظرية موحدة لأصل وديناميكيات النجوم S. لم تكن المهمة سهلة ، لكن أنتونيني كان قادرًا على إنتاج نظرية قابلة للتطبيق للغاية حول كيفية تمكن هذه النجوم من الاقتراب من ثقب أسود هائل في غضون عشرات الملايين فقط من السنين منذ تشكلها.
قال أنتونيني: 'توجد نظريات حول كيفية حدوث الهجرة من مسافات أكبر ، لكنها حتى الآن غير قادرة على تفسير سبب دوران النجوم S حول مركز المجرة بطريقة مقنعة'. 'كنجوم متسلسلة رئيسية ، لا يمكن أن يكون عمر النجوم S أكبر من حوالي 100 مليون سنة ، ومع ذلك يبدو أن توزيعها المداري' مرتخي '، على عكس تنبؤات النماذج الخاصة بأصلها.'
تصور ثلاثي الأبعاد للمدارات النجمية في مركز المجرة استنادًا إلى البيانات التي تم الحصول عليها بواسطة تلسكوبات W. تم ترميز هذه النجوم بالألوان لتمثيل نوعها الطيفي: تظهر النجوم المبكرة (الشابة) باللون الأخضر المخضر ، والنجوم المتأخرة (القديمة) تظهر باللون البرتقالي ، والنجوم ذات النوع الطيفي غير المعروف تظهر باللون الأرجواني. النجوم التي لا تحتوي على علامات حذف هي من عينة إحصائية وتتبع التوزيعات الشعاعية المرصودة للنجوم المبكرة (البيضاء) أو المتأخرة (الصفراء / البرتقالية). تم تضمين هذه النجوم في تمثيل نموذجي لمجرة درب التبانة الداخلية مقدمة من NCSA / AVL لتوفير سياق للتصور.
وفقًا لنموذج أنتونيني وميريت ، بدأت النجوم S على مسافة أبعد بكثير من مركز المجرة. طبيعي؟ نعم. الوضع العادي. ثم واجهت هذه النجوم التي تبدو طبيعية في المدارات جاذبية الثقب الأسود وبدأت في الدوران نحو الداخل. أثناء قيامهم برحلة لا هوادة فيها ، واجهوا بعد ذلك جاذبية النجوم الأخرى في المنطقة المجاورة والتي غيرت بعد ذلك النمط المداري للنجوم S. إنها رؤية بسيطة ، والتي تتحقق من كيفية تطور مركز المجرة من التأثير الملتصق للتأثيرات النسبية للثقوب السوداء الهائلة والعمل اليدوي للتفاعلات الثقالية.
'النمذجة النظرية لمدارات S-star هي وسيلة لتقييد أصلها ، لسبر الآليات الديناميكية للمنطقة القريبة من مركز المجرة ،' كما يقول ميريت ، 'بشكل غير مباشر للتعرف على كثافة وعدد الأجسام غير المرئية في هذه المنطقة. '
على الرغم من أن وجود الثقوب السوداء الهائلة في مركز كل المجرات الضخمة تقريبًا ليس مفهومًا جديدًا ، إلا أن المزيد من البحث حول كيفية تشكلها وتطورها يؤدي إلى فهم أفضل لما نراه من حولهم. ترتبط هذه المناطق ارتباطًا وثيقًا بتكوين المجرة حيث توجد. نظرًا لأن مركز مجرتنا - القوس A - قريب جدًا من المنزل ، فقد أصبح المختبر المثالي لمراقبة المظاهر مثل النجوم S. إن تتبع مداراتهم على مدى فترة طويلة من الزمن قد أثبت صحة وجود ثقب أسود فائق الكتلة وساعد في تفكيرنا في العديد من الخصائص المميزة لمجرتنا.
مصدر القصة الأصلي: بيان صحفي للجمعية الفلكية الكندية
