ماذا يحدث عندما تصطدم المجرات؟ حسنًا ، إذا كان أي بشر موجودًا في حوالي مليار سنة ، فقد يكتشفون ذلك. وذلك عندما من المقرر أن تصطدم مجرتنا درب التبانة بجارتنا مجرة أندروميدا. سيكون هذا الحدث بمثابة تصادم ملحمي عملاق. سوف تتغذى الثقوب السوداء الهائلة في مركز كلتا المجرتين على مادة جديدة وتشتعل بشكل ساطع حيث يجلب الاصطدام المزيد من الغاز والغبار في متناول جاذبيتهما الساحقة. حيث تتصادم النجوم العملاقة الضخمة مع بعضها البعض ، تضيء السماء وتنثر إشعاعات مميتة في كل مكان. حق؟
ربما لا. في الواقع ، قد لا يكون هناك وليمة على الإطلاق ، ولا يكاد يكون هناك أي شيء عملاق حيال ذلك.
إن فكرة اصطدام مجرتين في حريق فاجع ملحمي هي خيال علمي أكثر منها خيال علمي. هناك مساحة كبيرة بين النجوم لدرجة أنه من غير المحتمل أن يلمسها نجمان ، حتى عندما تلتقي مجرات مثل مجرة درب التبانة وأندروميدا ، بمئات المليارات من النجوم لكل منها. سيكون هناك الكثير من خدع الجاذبية. لكن لا انفجارات.
عرف الفلكيون هذا منذ فترة. لكن استمر جزء واحد من طريقة تصادم الألعاب النارية عند النظر إلى اندماجات المجرات. هذه هي الفكرة القائلة بأن الثقب الأسود في مركز كل مجرة سوف يشتعل مع النشاط حيث يتم جلب غاز وغبار جديد في متناول اليد بسبب الاصطدام.
هذه هي Centaurus A - أقرب مجرة لها نواة مجرة نشطة (AGN) - على بعد 10-16 مليون سنة ضوئية فقط. عندما يندلع ثقب أسود مع نشاط جديد ، يطلق عليه اسم نوى فعال. حقوق الصورة:
رسالة بحثية جديدة تقول أنه حتى هذا قد لا يحدث. في الواقع ، يقول البحث أن العكس قد يحدث: الثقوب السوداء قد تتضور جوعًا في الواقع.
رسالة البحث بعنوان ' تدمير خزان غاز الثقب الأسود المركزي من خلال الاصطدامات المباشرة للمجرة . ' المؤلف الرئيسي هو Yohei Miki ، باحث مشارك في جامعة Toky. نُشرت الدراسة في مجلة Nature Astronomy.
تعتمد الدراسة إلى حد كبير على المحاكاة. إنه يركز على فكرة خزان غاز المجرة ونواة المجرة.
نواة المجرة هي المنطقة المركزية للمجرة حيث يسكن الثقب الأسود. تباشر الثقوب السوداء أعمالها في النوى ، وتتراكم فيها الغازات والغبار. يسخن هذا الغاز أثناء دورانه حول الثقب الأسود ، وعندما يكون هناك ما يكفي من تراكم الغاز ، تصبح المادة المسخنة شديدة الإضاءة. عندما يحدث ذلك يطلق عليه نواة المجرة النشطة (AGN).
يظهر البحث الجديد أن شيئًا غير متوقع يحدث للثقوب السوداء عندما تصطدم مجرتان. ولكن فقط في أنواع معينة من الاصطدامات.
هناك طرق مختلفة يمكن أن تصطدم بها المجرات. يمكن لمجرة صغيرة أن تمر عبر جزء صغير من مجرة أكبر بكثير ، ويمكن أن ينتهي الأمر بالنجوم من كلتا المجرتين إلى تبديل الأماكن. البعض من المجرة الأصغر قد ينتهي بهم الأمر بالبقاء في المجرة الأكبر ، أو البعض من المجرة الأكبر يمكن أن ينضموا إلى المجرة الأصغر. يمكن إخراج بعض النجوم وإرسالها إلى الفضاء بين المجرات كنجوم مارقة.
ثم هناك الاصطدامات وجها لوجه. في هذا السيناريو ، يتم تمزيق المجرة الأصغر بفعل قوى الجاذبية القوية للمجرة الأكبر. خلال هذه الاصطدامات المباشرة ، وفقًا لفريق الباحثين ، يمكن أن يحدث شيء غير عادي في نوى المجرة.
قال المؤلف الرئيسي يوهي ميكي Yohei Miki في خبر صحفى . لطالما اكتشف علماء الفلك تصادمات المجرات ، فقد افترضنا أن الاصطدام سيوفر دائمًا وقودًا لـ MBH في شكل مادة داخل النواة. وأن هذا الوقود سيغذي MBH ، مما يزيد بشكل كبير من نشاطه ، والذي سنراه على أنه ضوء الأشعة فوق البنفسجية والأشعة السينية من بين أشياء أخرى. ومع ذلك ، لدينا الآن سبب وجيه للاعتقاد بأن تسلسل الأحداث هذا ليس حتميًا وأنه في الواقع ، قد يكون العكس تمامًا صحيحًا في بعض الأحيان '.
لذا فبدلاً من توفير وجبة للثقوب السوداء ، قد تؤدي تصادمات المجرات إلى تجويع الثقوب السوداء.
المنطقة الوسطى من المجرة الحلزونية M77. صوّر تلسكوب هابل الفضائي التابع لناسا / وكالة الفضاء الأوروبية توزيع النجوم. كشفت ALMA عن توزيع الغاز في قلب المجرة. قامت ALMA بتصوير هيكل يشبه حدوة الحصان بنصف قطر 700 سنة ضوئية ومكون مركزي مضغوط بنصف قطر 20 سنة ضوئية. الأخير هو الطارة الغازية حول النوى المجرية النشطة. حقوق الصورة: ALMA (ESO / NAOJ / NRAO) ، Imanishi et al. ، NASA / ESA Hubble Space Telescope و A. van der Hoeven
توصل فريق البحث إلى هذا الاستنتاج بعد إجراء عمليات محاكاة لتصادمات المجرات على حواسيب عملاقة في جامعتين في اليابان. أظهرت عمليات المحاكاة الخاصة بهم أنه في بعض الحالات ، يمكن للمجرة الأصغر أن تمزق خزان الغاز على شكل طارة للمجرة الأكبر. لذا فبدلاً من جمع الثقب الأسود الأكبر للمواد من المجرة الأكبر واندفاعه باعتباره نواة مجرية نشطة ، فإن الثقب الأسود الأكبر سيشهد انخفاضًا في نشاطه.
قال ميكي: 'لقد حسبنا التطور الديناميكي للمادة الغازية التي تحيط بـ MBH في شكل طارة ، أو شكل دائري'. 'إذا قامت المجرة القادمة بتسريع هذه الحلقة فوق عتبة معينة تحددها خصائص MBH ، فسيتم إخراج المادة وسيتم تجويع MBH. يمكن أن تستمر هذه الأحداث في منطقة تبلغ مليون عام ، على الرغم من أننا ما زلنا غير متأكدين من المدة التي قد يستمر فيها قمع نشاط MBH '.
تصورات النموذج الديناميكي الذي يحاكي سيناريوهين مختلفين. يُظهر الصف العلوي تصادمًا يقلل النشاط الأساسي ، بينما يُظهر الصف السفلي تصادمًا يزيده. © 2021 ميكي وآخرون.
يشير الباحثون إلى أن سيناريو تجويع الثقب الأسود ينطبق فقط على بعض السيناريوهات ، وهي التصادمات المركزية. نقطة مهمة يجب التأكيد عليها هي أن الاصطدامات المركزية للمجرات هي التي تفتح هذا المجال
قناة جديدة لقمع تغذية MBH المركزية '. 'يُعتقد أن الاصطدامات / المواجهات البعيدة عن المركز تعمل أحيانًا على تعزيز نشاط AGN الذي يؤدي إلى تدفقات الغاز إلى MBH المركزية عبر نقل الزخم الزاوي.'
تحظى تصادمات المجرة باهتمام متزايد من علماء الفلك. استوعبت مجرتنا درب التبانة العديد من المجرات الأصغر ، وفقًا للبحث ، ويمكن أن تكون في المراحل الأولى لامتصاص سحابة ماجلان الكبيرة والصغيرة ، بدءًا من هالات الغاز .
تظهر مجرة المرأة المسلسلة أيضًا أدلة على اصطدامها بمجرات أخرى. لديها تيار من المد والجزر نجمي الحطام يسمى تيار جنوبي عملاق (GSS) في هالته النجمية. يقول علماء الفلك إن تيار الحطام هو نتيجة اندماج في الماضي.
تدل تيارات النجوم على حواف مجرة المرأة المسلسلة على حدوث تصادم بين مجرة المرأة المسلسلة والمجرة القزمة الذي حدث على الأرجح منذ حوالي 700 مليون سنة. الائتمان: آلان ماكوناتشي
هناك الكثير لنتعلمه عن اصطدام المجرات والثقوب السوداء. في هذه الدراسة ، ترك المؤلفون الكثير من المتغيرات دون استكشاف. وكتبوا: 'عدم اليقين والاعتماد على معلمات الاصطدام المختلفة (مثل الاتجاه المغمور والسرعة والمسافة المحيطية) لم يتم أخذها في الاعتبار في هذا العمل'. كما يشيرون إلى أنهم لا يعرفون إلى متى يمكن قمع نشاط الثقب الأسود.
انطباع الفنان عن سحب الغاز بعيدًا عن نواة المجرة. © 2021 ميكي وآخرون.
هذه أسئلة للمستقبل ، حسب المؤلفين. 'ستعمل الدراسات المستقبلية التي تستخدم عمليات المحاكاة التفصيلية مع صندوق حسابي أكبر لمدة أطول ، بما في ذلك تدفق الغاز نحو الحلقة من القرص المجري والجاذبية الذاتية لغاز الطارة وعمليات التبريد الإشعاعي ، على تقليل هذا
شكوك '.
