وبدلاً من ذلك ، شهد علماء الفلك الذين كانوا يترقبون انفجار سوبرنوفا في المجرة المجاورة M83 انفجارًا مذهلاً من نوع آخر: مصدر أشعة سينية جديد فائق السطوع ، أو ULX. فيما يسميه العلماء 'انفجارًا غير عادي' ، زاد سطوع ULX في M83 بمقدار 3000 مرة على الأقل ، وهو أحد أكبر التغييرات في الأشعة السينية التي شوهدت على الإطلاق لهذا النوع من الأجسام.
قال روبرتو سوريا ، من جامعة كيرتن في أستراليا ، الذي قاد الدراسة الجديدة: 'اشتعال هذا ULX فاجأنا وكان علامة مؤكدة أننا اكتشفنا شيئًا جديدًا حول الطريقة التي تنمو بها الثقوب السوداء'.
يقول الباحثون إن هذا الانفجار يوفر دليلًا مباشرًا على وجود مجموعة من الثقوب السوداء النجمية القديمة والمتطايرة ويعطي رؤية جديدة لطبيعة فئة غامضة من الثقوب السوداء التي يمكن أن تنتج قدرًا كبيرًا من الطاقة في الأشعة السينية مثل إشعاع مليون شمس في جميع الأطوال الموجية. .
عالم الفيزياء الفلكية بيل بلير من جامعة جونز هوبكنز ، يكتب في مدونة شاندرا ، 'حدث شيء مضحك أثناء انتظار المستعر الأعظم التالي في M83 ،' قال إن هذه المجرة ، المعروفة أيضًا باسم مجرة دولاب الهواء الجنوبية ، 'هي هدية رائعة من الطبيعة. على بعد 15 مليون سنة ضوئية ، إنها في الواقع واحدة من المجرات الأقرب (فقط 7-8 مرات أكثر بعد مجرة أندروميدا) ، لكنها تبدو شبه متقاربة تمامًا ، مما يمنح أبناء الأرض منظرًا رائعًا لأذرعها الحلزونية الجميلة و نواة نشطة لتشكيل النجوم '.
أنتج M83 ستة مستعرات أعظم مرصودة منذ عام 1923 ، ولكن آخرها كان في عام 1983. 'لقد تأخرنا في ظهور مستعر أعظم جديد!' كتب بلير.
لذلك ، كان العديد من علماء الفلك يراقبون M83 ، على أمل اكتشاف مستعر أعظم جديد ، لكن بدلاً من ذلك رأوا قفزة كبيرة في سطوع الأشعة السينية ، والتي من المحتمل أن تحدث وفقًا للباحثين بسبب الزيادة المفاجئة في كمية المواد المتساقطة إلى اللون الأسود. الفجوة.
يمكن لـ ULX أن تعطي المزيد من الأشعة السينية أكثر من معظم الأنظمة الثنائية 'العادية' التي يكون فيها النجم المرافق في مدار حول نجم نيوتروني أو ثقب أسود. تشير انبعاثات الأشعة السينية فائقة الحجم إلى أن ULXs تحتوي على ثقوب سوداء قد تكون أكبر بكثير من تلك الموجودة في أي مكان آخر في مجرتنا.
صورة مركبة للمجرة الحلزونية M83. (الأشعة السينية: NASA / CXC / Curtin University / R. Soria et al. ، بصري: NASA / STScI / Middlebury College / F. Winkler et al.)
النجوم المصاحبة لـ ULXs ، عند تحديدها ، عادة ما تكون نجومًا شابة ضخمة ، مما يشير إلى أن ثقوبها السوداء صغيرة أيضًا. ومع ذلك ، يوفر البحث الأخير دليلًا مباشرًا على أن ULXs يمكن أن تحتوي على ثقوب سوداء أقدم بكثير ، وربما أخطأ في تعريف بعض المصادر على أنها صغيرة.
تم إجراء ملاحظات M83 على مدى عدة سنوات مع Chandra. لم يتم العثور على أي علامة على ULX في صور الأشعة السينية التاريخية التي تم إجراؤها باستخدام مرصد أينشتاين في عام 1980 ، أو روسات في عام 1994 ، أو XMM-Newton التابع لوكالة الفضاء الأوروبية في عامي 2003 و 2008 ، ومرصد Swift التابع لناسا في عام 2005 ، أو ملاحظات Magellan Telescope في أبريل 2009 أو في صورة هابل تم الحصول عليها في أغسطس 2009.
ولكن في عام 2011 ، استخدم سوريا وزملاؤه صورًا بصرية من مرصد الجوزاء وتلسكوب هابل الفضائي التابع لناسا وشاهدوا مصدرًا أزرقًا ساطعًا في موقع مصدر الأشعة السينية.
يشير عدم وجود مصدر أزرق في الصور السابقة إلى أن النجم المصاحب للثقب الأسود أضعف وأكثر احمرارًا وله كتلة أقل بكثير من معظم المرافقين الذين كانوا مرتبطين سابقًا بشكل مباشر بـ ULXs. يجب أن يكون الانبعاث البصري الأزرق الساطع الذي شوهد في عام 2011 ناتجًا عن التراكم الكبير لمواد أكثر من النجم المرافق.
'إذا كان ULX قد لوحظ فقط خلال ذروة انبعاث الأشعة السينية في عام 2010 ، فمن السهل أن يكون النظام مخطئًا بالنسبة لثقب أسود مع رفيق نجمي هائل أصغر بكثير ، يبلغ عمره حوالي 10 إلى 20 مليون سنة ،' قال زميل. -المؤلف بلير.
من المحتمل أن يكون النجم المرافق للثقب الأسود في M83 نجمًا عملاقًا أحمر عمره 500 مليون سنة على الأقل ، وكتلة أقل من أربعة أضعاف كتلة الشمس. تشير النماذج النظرية لتطور النجوم إلى أن الثقب الأسود يجب أن يكون قديمًا قدم رفيقه.
تم اكتشاف ULX آخر يحتوي على ثقب أسود قديم متقلب مؤخرًا في مجرة المرأة المسلسلة بواسطة فريق بقيادة Amanpreet Kaur من جامعة كليمسون ، نُشر في عدد فبراير 2012 من علم الفلك والفيزياء الفلكية. أبلغ ماثيو ميدلتون وزملاؤه من جامعة دورهام عن مزيد من المعلومات في عدد مارس 2012 من الإخطارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية. لقد استخدموا بيانات من Chandra و XMM-Newton و HST لإظهار أن ULX متغير للغاية وأن رفيقه نجم أحمر قديم.
قال كيب كونتز ، مؤلف مشارك في ورقة M83 الجديدة: 'مع هذين الجسمين ، أصبح من الواضح أن هناك فئتين من ULX ، أحدهما يحتوي على ثقوب سوداء صغيرة تنمو باستمرار والآخر يحتوي على ثقوب سوداء قديمة تنمو بشكل غير منتظم'. أيضا من جامعة جونز هوبكنز. 'كنا محظوظين جدًا لملاحظة الكائن M83 في الوقت المناسب تمامًا لإجراء المقارنة قبل وبعد.'
ستظهر ورقة بحثية تصف هذه النتائج في عدد العاشر من مايو من مجلة الفيزياء الفلكية.
مصادر: ناسا ، مدونة شاندرا