يتربص ثقب أسود في أعماق قلب مجرتنا. هذا ليس خبرًا مثيرًا ، لكنه ليس أيضًا مكانًا مثيرًا للغاية. أو هو؟ في حين أن كل شيء قد يكون هادئًا على الجبهة الغربية الآن ، فقد يكون هناك دليل على أن مركز مجرتنا كان في يوم من الأيام موطنًا لبعض الأنشطة المثيرة للإعجاب - وهو نشاط ربما تضمن أحداث تصادم متعددة واندماجات للثقوب السوداء أثناء التهامها بمجرات تابعة لمجرات. بفضل الرؤى الجديدة من زوج من الأساتذة المساعدين ، كيلي هولي بوكلمان من فاندربيلت وتمارا بوجدانوفيتش في معهد جورجيا للتكنولوجيا ، لدينا المزيد من الأدلة التي تشير إلى ماضي مجرة درب التبانة النشط بشكل لا يصدق.
قال هولي بوكلمان: 'حضرت أنا وتمارا للتو مؤتمرًا لعلم الفلك في أسبن ، كولورادو ، حيث تم الإعلان عن العديد من هذه الملاحظات الجديدة'. كان ذلك في كانون الثاني (يناير) 2010 وأغلقت عاصفة ثلجية المطار. قررنا استئجار سيارة للقيادة إلى دنفر. أثناء قيادتنا عبر العاصفة ، قمنا بتجميع القرائن من المؤتمر وأدركنا أن حدثًا كارثيًا واحدًا - الاصطدام بين ثقبين أسودين قبل حوالي 10 ملايين سنة - يمكن أن يفسر كل الأدلة الجديدة '.
الآن ، تخيل سماء ليلية مضاءة بسديم ضخم ، يغطي نصف الكرة السماوية. هذا ليس حلما ، إنه حقيقة. تُعرف هذه الفصوص الضخمة من الإشعاع عالي الطاقة باسم فقاعات فيرمي وهي تغطي منطقة حوالي 30000 سنة ضوئية على جانبي قلب مجرة درب التبانة. بينما لا يمكننا ملاحظتها مباشرة في الضوء المرئي ، فإن هذه الجسيمات تتحرك بسرعة تقترب من 186 ألف ميل في الثانية وتتوهج في الأشعة السينية وأشعة جاما الموجية.
وفقًا لـ Fulai Guo و William G. Mathews من جامعة كاليفورنيا في سانتا كروز: 'تقدم فقاعات Fermi دليلًا معقولاً على النشاط النفاث النفاث AGN القوي مؤخرًا في مجرتنا ، مما يلقي برؤى جديدة حول أصل مجموعة هالة CR والقناة التي من خلالها تطلق الثقوب السوداء الضخمة في المجرات القرصية طاقة تغذية مرتدة أثناء نموها. '
ومع ذلك ، فإن مركز مجرتنا هو موطن لأكثر من مجرد بعض الفقاعات المذهلة - إنه موقع لثلاثة من أضخم مجموعات النجوم الشابة في مملكة درب التبانة. تُعرف باسم المجموعات المركزية والأقواس والخماسية ، وتضم كل مجموعة عدة مئات من النجوم الشابة الساخنة التي تقزم الشمس. سيعيشون حياة قصيرة ، مشرقة ، عنيفة ... تحترق في غضون بضعة ملايين من السنين. لأنها تعيش بسرعة وتموت في سن صغيرة ، يجب أن تكون هذه النجوم العنقودية قد تشكلت خلال السنوات الأخيرة أثناء ثوران تشكل النجوم بالقرب من مركز المجرة - وهو دليل آخر على هذا اللغز الكوني.
نظرًا لكتلتها العالية ، وظهور كتلة صندوق النقد الدولي (IMF) الثقيلة ، فإن عناقيد مركز المجرة تحتوي على بعض من أضخم النجوم في المجرة. هذا مهم ، لأن النجوم الضخمة هي مكونات أساسية وتحقيقات للظواهر الفيزيائية الفلكية على جميع مقاييس الأحجام والمسافات ، من مواقع تكوين النجوم الفردية ، مثل Orion ، إلى الكون المبكر خلال عصر إعادة التأين عندما ولدت النجوم الأولى. كمكونات ، فإنها تتحكم في التطور الديناميكي والكيميائي لمحيطها المحلي والمجرات الفردية من خلال تأثيرها على الطاقة وتكوين الوسط بين النجوم. ' يقول دونالد ف. فيجر. من المحتمل أن يلعبوا دورًا مهمًا في التطور المبكر للمجرات الأولى ، وهناك أدلة على أنهم أسلاف الانفجارات الأكثر نشاطًا في الكون ، والتي يُنظر إليها على أنها انفجارات أشعة جاما. باعتبارها مجسات ، فإنها تحدد الحدود العليا لعملية تكوين النجوم ومن المحتمل أن يؤدي وجودها إلى تشكيل المزيد من النجوم القريبة ذات الكتلة المنخفضة. وهي أيضًا نواتج بارزة لعمليات اندماج المجرات ، والمجرات النجمية ، ونواة المجرات النشطة. '
لتعميق اللغز ، ألق نظرة فاحصة على ثقبنا الأسود المركزي. يمتد قطره حوالي 40 ثانية ضوئية ويزن حوالي أربعة ملايين كتلة شمسية. وفقًا لما نعرفه ، يجب أن ينتج عن هذا مد وجاذبية مكثفة - تلك التي يجب أن تمتص في المناطق المحيطة. إذن كيف اكتشف علماء الفلك مجموعات من النجوم الجديدة الساطعة على بعد أكثر من 3 سنوات ضوئية من أفق الحدث؟ بالطبع ، يمكن أن يكونوا في طريقهم إلى النسيان ، لكن البيانات تظهر أن هذه النجوم يبدو أنها تشكلت هناك. هذا إنجاز كبير بالنظر إلى أنه سيتطلب سحابة جزيئية أكثر كثافة بـ 10000 مرة من تلك الموجودة في مركز مجرتنا! ألا يجب أن تكون هناك نجوم قديمة أيضًا؟ الجواب نعم ، يجب أن يكون هناك… ولكن هناك عدد أقل بكثير مما يمكننا ملاحظته وما تتنبأ به النماذج النظرية الحالية.
لم تكن هولي بوكلمان على وشك ترك المشكلة ترتاح. عندما عادت إلى المنزل ، طلبت المساعدة من طالبة الدراسات العليا في فاندربيلت ميغان لانغ للمساعدة في حل اللغز. ثم جندوا باو أمارو سيوان من معهد ماكس بلانك لفيزياء الجاذبية في ألمانيا ، وألبرتو سيسانا من معهد العلوم في إسبانيا ، والأستاذ المساعد في أبحاث فاندربيلت مانوديب سينها للمساعدة. مع وجود العديد من العقول اللامعة للمساعدة في حل هذا اللغز ، سرعان ما توصلوا إلى تفسير معقول - واحد يطابق الملاحظات ويسمح بتنبؤات قابلة للاختبار.
وفقًا لنظريتهم ، بدأت مجرة تابعة لمجرة درب التبانة في الهجرة نحو قلبنا. عندما اندمجت مع مجرتنا ، تمزقت كتلتها بعيدًا ، ولم يتبق سوى ثقبها الأسود ومجموعة صغيرة من النجوم المرتبطة بالجاذبية. بعد عدة ملايين من السنين ، وصلت هذه 'البقايا' في النهاية إلى مركز المجرة وبدأت الثقوب السوداء في الاندماج. عندما كان الثقب الأسود الأصغر يدور حول الثقب الأكبر ، قام بحفر أخاديد ضخمة من الغاز والغبار ، ودفعه إلى الثقب الأسود الأكبر وخلق فقاعات فيرمي. لم تكن قوى الجاذبية المبارزة لطيفة ... كانت هذه المد والجزر الشديدة قادرة تمامًا على ضغط الغيوم الجزيئية المحيطة بالنواة إلى الكثافة المطلوبة لإنتاج نجوم جديدة وشابة. ربما النجوم الصغيرة جدًا التي نلاحظها الآن في مركز المجرة؟
ومع ذلك ، هناك ما هو أكثر من الصورة مما تراه العين. هذا الحرث نفسه للعشب الكوني كان من شأنه أيضًا أن يدفع النجوم القديمة الموجودة بالقرب من الثقب الأسود المركزي الهائل. إنه مشهد يناسب النماذج الحالية حيث يؤدي اندماج الثقب الأسود إلى اندماج النجوم في المجرة بسرعات عالية ... مشهد يناسب ملاحظة عدم وجود نجوم قديمة عند حدود ثقبنا الأسود الهائل.
قال بوجدانوفيتش: 'كان من الممكن أن تكون قوة الجاذبية للثقب الأسود لمجرة القمر الصناعي قد نحتت ما يقرب من 1000 نجم من مركز المجرة'. 'يجب أن تظل تلك النجوم تتسابق عبر الفضاء ، على بعد حوالي 10000 سنة ضوئية من مداراتها الأصلية.'
هل يمكن إثبات أي من هذا؟ الجواب نعم. بفضل الاستطلاعات واسعة النطاق مثل مسح سلون الرقمي للسماء ، يجب أن نكون قادرين على تحديد النجوم التي تتحرك بسرعة أعلى من النجوم التي لم تتعرض لتفاعل مماثل. إذا نظر علماء الفلك مثل Holley-Bockelmann و Bogdanovic إلى الدليل القاطع ، فمن المحتمل أن يكتشفوا عددًا موثوقًا من النجوم عالية السرعة التي ستثبت صحة نموذج دمج درب التبانة.
أم أنها مجرد نفخ الفقاعات؟
