هناك وحش يتربص في قلب العديد من المجرات - حتى مجرتنا درب التبانة. يمتلك هذا الوحش كتلة الملايين أو المليارات من الشمس. تحجبه الجاذبية الهائلة داخل شرنقة مظلمة من المكان والزمان - ثقب أسود هائل. ولكن بينما تختبئ الثقوب السوداء في الظلام ويصعب مراقبتها ، فإنها يمكن أن تتألق أكثر سطوعًا من مجرة بأكملها. عند تناول الطعام ، تستيقظ هذه الوحوش النائمة وتتحول إلى كوازار - أحد أكثر الأشياء إضاءة في الكون. الطاقة التي يشعها الكوازار في الفضاء قوية جدًا ، ويمكن أن تتداخل مع تشكل النجوم لآلاف السنين الضوئية عبر المجرات المضيفة. لكن يبدو أن إحدى المجرات تكسب صراعًا ضد وحشها المتوهج المستيقظ وفي ورقة بحثية نُشرت مؤخرًا في مجلة الفيزياء الفلكية ، يحاول علماء الفلك تحديد كيفية بقاء هذه المجرة.
رسم متحرك للمادة البينجمية وهي تسقط في ثقب أسود مكونًا كوازار - وكالة الفضاء الأوروبية
المنافسون الكونيون
عندما يتم سحب الغبار والغاز بين النجوم نحو ثقب أسود فائق الكتلة ، فإنه يدور إلى الداخل مكونًا 'قرص تراكم'. في النهاية ستسقط هذه المادة عبر 'أفق الحدث' - الحد الفاصل بين الثقب الأسود وبقية الكون حيث لم يعد بإمكان المادة والطاقة الهروب. يتم سحق قرص التراكم بواسطة جاذبية الثقب الأسود مما ينتج عنه احتكاك وحرارة وطاقة لا تصدق. يمكن للطاقة المتولدة في القرص أن تتفوق على المجرة المحيطة بأكملها.
لا يتنافس الكوازار مع النجوم المجاورة للحصول على جسم لامع فحسب ، بل يتنافس أيضًا على المواد الخام. يتغذى الثقب الأسود حرفيًا على مصدر الوقود الذي كان من الممكن استخدامه لتشكيل النجوم في المستقبل في مجرة معينة. علاوة على ذلك ، يمكن لإشعاع الكوازار أن يسخن ويطرد الغاز في المجرة المضيفة - وهي عملية تسمى 'الانفجار'. لم يعد بإمكان الغاز المسخن والمشتت تكوين كتل باردة كثيفة ضرورية لتحفيز تشكل النجوم. إن فهمنا الحالي لتطور المجرات هو أنه بمجرد تشكل الكوازار في المجرة ، ينتهي تكوين النجوم - وهي خطوة نحو الموت الحتمي لتلك المجرة.
أول صورة تم التقاطها لثقب أسود. تُظهر هذه الصورة قرص التراكم المتوهج للثقب الأسود الهائل في مركز المجرة M 87. سيتناسب نظامنا الشمسي بأكمله عبر نصف قطر الثقب الأسود المركزي - تم التقاطه بواسطة تلسكوب أفق الحدث
بطل جديد
ومع ذلك ، تقع المجرة CQ4479 على مسافة 5.25 مليار سنة ضوئية من الأرض. يوجد في قلب CQ4479 ثقب أسود هائل تبلغ كتلته 24 مليون كتلة شمسية. (للمقارنة ، القوس A * (يُلفظ 'A-star') ، الثقب الأسود الهائل في مركز مجرة درب التبانة ، يبلغ 4.6 مليون كتلة شمسية.) يتغذى هذا الثقب الأسود بنشاط وأصبح شبهًا نجميًا. يتدفق الغاز من المجرة إلى الكوازار بمعدل 0.3 كتلة شمسية (كتلة شمسنا) سنويًا مكونًا قرص تراكم محترق. يضيء الكوازار بنور 200 مليار شمس. ولكن ، على الرغم من الكوازار ، لا يزال CQ4479 يصنع النجوم ... الكثير منها.
صورة فعلية للمجرة البعيدة CQ4479 تم التقاطها بواسطة Sloan Digital Sky Survey
الألعاب النارية في السماء
تم تصنيف CQ4479 على أنها مجرة 'انفجار نجمي' تتميز بمعدلات لا تصدق من تكون النجوم - على عكس ما هو متوقع في مجرة بها كوازار نشط. درب التبانة لدينا يولد بين 1.5 إلى 3 كتل شمسية تساوي النجوم كل عام. CQ4479 يخلق 95! يُعتقد أن الانفجارات النجمية هي نتيجة تفاعلات بين المجرات. عندما تصطدم مجرتان ، يمكن للغازات من كل من الاندماج أن تؤدي إلى فترات انفجار نجمي هائلة. حتى بدون الاصطدام ، يمكن للجاذبية المتبادلة بين المجرات القريبة من بعضها البعض أن تثير الغازات البينجمية التي تحفز الانفجارات النجمية.
على بعد 45 مليون سنة ضوئية ، تعد مجرات Antennae مثالًا لمجرة انفجار نجمي حدثت من تصادم NGC 4038 / NGC 4039. المناطق الأرجواني الساطعة هي كل الأماكن التي تولد فيها النجوم الجديدة داخل المجرات المندمجة. كلتا المجرتين تصادمتا منذ حوالي 500 مليون سنة. في 400 مليون سوف يلتحمون في مجرة واحدة - Credit: NASA / ESA
سديم الرتيلاء هو أعنف منطقة ينفجر فيها النجوم بين المجرات المحلية. توجد في سحابة ماجلان الكبيرة ، وهي مجرة قزمة تابعة لمجرة درب التبانة ، على مسافة 160 ألف سنة ضوئية. يحتوي على بعض من أكبر النجوم المعروفة. إذا كانت الرتيلاء على نفس المسافة من الأرض مثل سديم الجبار (حوالي 1300 سنة ضوئية) فإن ضوءه الساطع سيلقي بظلاله على الأرض في المساء - ج. ناسا هابل
يبدو أن معدل تشكل النجوم لـ CQ4479 يواكب نمو الثقب الأسود الهائل. هناك أيضًا قدر كبير من مواد تشكل النجوم المتبقية في هذه المجرة. الكوازار CQ4479 المصنف على أنه 'كوازار بارد' يتعايش مع مجرة تتكون أساسًا من غاز بين نجمي بارد - حوالي 50-70٪ من الكتلة الكلية للمجرة. بالمعدل الحالي لتكوين النجوم ، سوف تنفد غازات تشكل النجوم في المجرة في حوالي 500 مليون سنة - هذا ما لم يقم الكوازار في النهاية بإيقاف تشكيل النجوم في المجرة.
ما هو فيديو Quasar - Universe Today مع فريزر كاين
رؤية ماضي ومستقبل المجرة
استمرت فترة تشكل النجوم في CQ4479 من 200 إلى 500 مليون سنة. وبالنظر إلى كتلة الثقب الأسود ومعدل نموه ، كان الكوازار نشطًا لما لا يقل عن 50 مليون من تلك السنوات. وعندئذ قد يكون الكوازار في طور 'إخماد' تشكل النجوم. إذا كان الأمر كذلك ، يوفر CQ4479 نظرة ثاقبة لمرحلة من تطور المجرات لم ندرسها بتفصيل كبير - تلك الفترة التي يتباطأ فيها تكوين النجوم في وجود كوازار نشط. تكمن أهمية اكتشاف الكوازار البارد في أن تكون النجوم ليست كذلكفورامغلق - تأثير ربما يتم إبطاله من قبل المجرات النجمية التي تقاتل ثقوبها السوداء. ينتج عن هذا البحث أيضًا المرة الأولى التي يتم فيها قياس الكوازار مباشرةً فيما يتعلق بنموه ، ومعدل ولادة النجوم ، وكمية الغاز البارد بالنسبة للمجرة المضيفة.
'هذا يوضح لنا أن نمو الثقوب السوداء النشطة لا يوقف ولادة النجوم على الفور ، وهو ما يتعارض مع كل التوقعات العلمية.'
أليسون كيركباتريك - أستاذ مساعد في جامعة كانساس و مؤلف مشارك
المجرة M82 هي أقرب مجرة انفجار نجمي إلى مجرة درب التبانة حيث يبلغ ارتفاعها 12 مليون سنة ضوئية. يُعتقد أن الانفجار النجمي ناتج عن تفاعل الجاذبية مع جاره ، Galaxy M81. تتسبب مناطق تشكل النجوم الساطعة لـ M82 في تألقها
خمس مرات أكثر سطوعًا من مجرتنا. - ناسا
على الرغم من وجود بلايين السنين الضوئية بعيدًا ، إلا أن النجوم الزائفة لا تزال شديدة السطوع بالنسبة للتلسكوبات التي تحجب رؤية المجرة المحيطة بها. تم إجراء قياسات الكوازار في CQ4479 التي استخدمها فريق البحث مع ناسا / مركز الفضاء الألماني صوفيا (مرصد الستراتوسفير لعلم الفلك بالأشعة تحت الحمراء) تلسكوب مركب على متن طائرة. عند السفر على متن طائرة 747 ، يمكن لتلسكوب صوفيا الذي يبلغ طوله 3 أمتار فصل ضوء الكوازار CQ4479 عن النجوم المحيطة - التلسكوب الوحيد في العالم (أو في جميع أنحاء العالم) القادر على القيام بذلك.
يتمتع التلسكوب بميزة المشاهدة على ارتفاعات عالية فوق جزء كبير من الغلاف الجوي للأرض مثل تلسكوب فضائي بينما لا يزال بإمكانه العودة إلى الأرض للخدمة والتحديثات. المستقبل تلسكوب جيمس ويب الفضائي سترى الكون في ضوء الأشعة تحت الحمراء تمامًا كما تفعل صوفيا الآن للنظر في قلب CQ4479. سيكون لدى Webb القدرة بعد ذلك على دراسة الكوازارات البعيدة ومتابعة هذا البحث في تطور المجرات والعلاقة بين الكوازارات والغاز النجمي وتكوين النجوم.
تلسكوب SOFIA المحمول على متن طائرة - c. ناسا
عملاق نائم
بالقرب من المنزل ، يظهر الثقب الأسود لمجرتنا درب التبانة دليل على نشاط الكوازار حتى خلال ملايين السنين الماضية. تُعرف باسم 'فقاعات فيرمي' ، تنبعث فقاعتان هائلتان من أشعة جاما والأشعة السينية من قلب مجرتنا الممتدة 50 ألف سنة ضوئية بشكل عمودي على مستوى المجرة. تشع الفقاعات إلى الخارج بسرعة تقارب ألف كيلومتر في الثانية ، وقد تكون نتيجة لثقبنا الأسود الهائل الذي يتغذى على سحابة من الغاز بين النجوم منذ ملايين السنين. لقد انتهت تلك الفترة الآن ، لكن الطاقة المنبعثة لا تزال تنتقل عبر الفضاء وهي مرئية للتلسكوبات لدينا - وهو صدى لعواء الوحش المستيقظ.
رسم تخطيطي لـ Fermi Bubbles في علاقتها ببقية المجرة
- مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا
المزيد للاستكشاف
منشور البحث الأصلي احتضار الضوء: كوازار بارد يتلاشى بالأشعة السينية عند z ~ 0.405 - IOPscience كيفن سي كوكوآخرون2020 (متوفر مع بيانات اعتماد تسجيل الدخول للمؤسسة الأكاديمية)
ما هو الكوازار؟ - فيديو الكون اليوم
المجرة الباقية على قيد الحياة من قوى الثقب الأسود | wtsp.com
مجرة البقاء على قيد الحياة وليمة الثقب الأسود - في الوقت الحالي | ناسا
27.2 الثقوب السوداء الهائلة: ما هي الكوازارات حقًا - كلية دوجلاس لعلم الفلك 1105 (bccampus.ca)
