يوجد في قلب مجرة درب التبانة ثقب أسود هائل يعرف باسم "الرامي A"، الذي تبلغ كتلته أربعة ملايين ضعف كتلة شمسنا، وعلى الرغم من أن بعض العلماء يطلقون عليه اسم العملاق اللطيف بسبب طبيعته الهادئة، إلا أنه لديه القدرة على أن يصبح كوكبًا قوة هائلة في المستقبل. السؤال الذي يطرح نفسه للمجتمع بأكمله هو ماذا يحدث عندما يتحول الثقب الأسود من كونه غير نشط إلى نشط.
لذلك، سنخصص هذا المقال لنخبرك به ماذا يحدث عندما يتحول الثقب الأسود من خامل إلى نشط؟ وما هي الدراسات الموجودة حول هذا الموضوع.
ما هو الثقب الأسود بالضبط؟
يمثل الثقب الأسود منطقة في الفضاء تكون فيها قوة الجاذبية قوية للغاية بحيث لا يمكن لأي شيء، ولا حتى الضوء، أن يتحرر من سيطرته. هذه الظاهرة ويحدث ذلك عندما يستسلم نجم ضخم لوزنه خلال المراحل الأخيرة من وجوده.
تعمل قوى الجاذبية الشديدة على ضغط كتلة النجم بأكملها في مساحة صغيرة بشكل لا يصدق، مما يؤدي إلى كثافة لا نهائية تعرف باسم التفرد في قلب الثقب الأسود.
يحدد أفق الحدث الحد الخارجي للثقب الأسود، مما يشير إلى نقطة اللاعودة؛ كل ما يتجاوز هذه العتبة، بما في ذلك الضوء، لا يمكن الهروب منه. تختلف الثقوب السوداء بشكل كبير في الحجم، بدءًا من الثقوب السوداء الصغيرة التي تشبه الذرات وحتى الثقوب السوداء فائقة الكتلة التي تبلغ كتلتها ملايين أو حتى مليارات المرات من كتلة شمسنا.
على الرغم من أن الثقوب السوداء ليست مرئية بشكل مباشر، إلا أنه يمكننا التعرف على وجودها من خلال فحص تأثيرها على المادة القريبة والضوء المحيط بها.
طبيعة الثقوب السوداء
أعلن الباحثون أنهم شهدوا توهجا مذهلا في مركز مجرة مختلفة في الوقت الحقيقي، على ما يبدو ناجم عن ثقب أسود هائل استيقظ من سباته وبدأ في استهلاك المادة المحيطة به. وهذه هي المرة الأولى التي يتم فيها ملاحظة هذه الظاهرة على الهواء مباشرة.
وتم استخدام التلسكوبات الموجودة على الأرض وفي المدار لمراقبة ما يحدث في قلب مجرة تعرف باسم SDSS1335+0728، والتي تقع على بعد حوالي 360 مليون سنة ضوئية من الأرض في كوكبة العذراء. تمثل السنة الضوئية المسافة التي يقطعها الضوء في سنة واحدة. وهو ما يعادل تقريباً 9,5 مليار كيلومتر.
الثقوب السوداء كثيفة بشكل غير عادي ولها جاذبية قوية بحيث لا يمكن إطلاق حتى الضوء. ويختلف حجمها بشكل كبير، من الكتلة المكافئة للنجم إلى العمالقة الهائلة الموجودة في مراكز العديد من المجرات، والتي يمكن أن تكون أكبر بملايين أو حتى مليارات المرات.
الثقب الأسود الهائل الموجود في المجرة SDSS1335+0728 تبلغ كتلته حوالي مليون مرة كتلة الشمس، ويمكن أن تكون المنطقة المحيطة بالثقب الأسود الهائل مضطربة بشكل لا يصدق. تدمير النجوم واستهلاك أي مادة أخرى تقع ضمن جاذبيتها.
ويشير الباحثون إلى أنه يبدو أن قرصًا دوارًا من مادة منتشرة قد تطور حول الثقب الأسود الهائل SDSS1335+0728، ممتصًا بعضًا من المادة المحيطة. يُطلق هذا القرص، المعروف باسم القرص التراكمي، طاقة عند درجات حرارة عالية للغاية، تتجاوز في بعض الأحيان سطوع مجرة بأكملها.
نواة المجرة النشطة
منطقة كثيفة ونابضة بالحياة مثل هذه، يغذيها ثقب أسود هائل يقع في قلب المجرة، تسمى "نواة المجرة النشطة".
وتتميز هذه النوى بانبعاث قدر كبير من الطاقة في مجموعة من الأطوال الموجية الممتدة من موجات الراديو إلى أشعة جاما. توضح عالمة الفيزياء الفلكية باولا سانشيز سايز، المؤلفة الرئيسية للدراسة المنشورة في مجلة علم الفلك والفيزياء الفلكية والتابعة للمرصد الجنوبي الأوروبي في ألمانيا: "إنها تعتبر من أكثر الأجسام سطوعًا في الكون".
وعلق سانشيز قائلاً: "إن فحص نوى المجرات النشطة أمر ضروري لفهم تطور المجرات وديناميكيات الثقوب السوداء الهائلة". لعقود من الزمن، المجرة، التي ويبلغ قطره حوالي 52 ألف سنة ضوئية، وله كتلة تضاهي حوالي 10 مليار نجم شبيه بالشمس.، وقد لوحظ دون تغييرات كبيرة. ومع ذلك، في عام 2019، لوحظت تغيرات مفاجئة، ومنذ ذلك الحين أظهرت الملاحظات زيادة في اللمعان في قلب المجرة.
ماذا يحدث عندما يتحول الثقب الأسود من خامل إلى نشط؟
أشارت عالمة الفيزياء الفلكية لورينا هيرنانديز غارسيا، المؤلفة المشاركة للدراسة من جامعة فالبارايسو في تشيلي، إلى أنه على الرغم من أن الثقوب السوداء فائقة الكتلة يمكن أن تبعث أحيانًا نفاثات ضخمة من الجسيمات عالية الطاقة في الفضاء، إلا أنه لم يتم ملاحظة مثل هذه النفاثات في هذه الحالة.
ما الذي يمكن أن يؤدي إلى هذا الثقب الأسود الهائل؟ وقال سانشيز: "في الوقت الحالي، لسنا متأكدين". وعلق هيرنانديز قائلا: «قد تكون هذه ظاهرة طبيعية للمجرة. طوال حياتها، تمر المجرة بعدة مراحل من النشاط وعدم النشاط. يمكن لحدث ما، مثل سقوط نجم في ثقب أسود، أن يؤدي إلى تنشيط المجرة.
ويشير الباحثون إلى أنه إذا كانت الملاحظات تشير إلى شيء آخر غير بداية نواة مجرة نشطة، فإن ذلك يعني حدثًا فيزيائيًا فلكيًا لم يتم ملاحظته من قبل. يقع برج القوس A على بعد حوالي 26.000 سنة ضوئية من الأرض، ويطرح السؤال: هل يمكن أن تستيقظ بشكل غير متوقع؟
وذكر هيرنانديز أن مصيرًا مشابهًا قد ينتظر العميد A، وهو غير نشط حاليًا. ومع ذلك، فإننا لسنا في أي خطر مباشر. في الواقع، إذا تم تفعيله، فمن المحتمل ألا نلاحظ أي تغيير بسبب بعدنا الكبير عن المركز.
كيف تعرف متى ينشط الثقب الأسود؟
ليست كل الثقوب السوداء هي الدمار الشامل أو "المكانس الكهربائية الكونية" التي نتخيلها عادة. معظمها غير نشط لأنها لا تتفاعل مع الغبار أو الغاز (أو تلتهم النجوم أو الكواكب)، لذا فهي غير مرئية لأجهزة الرصد.
ينشط الثقب الأسود عندما يبدأ في استهلاك المادة المحيطة به. في هذه الحالة، سوف يقترب الغبار والغاز المحتجزين بواسطة الجاذبية من أفق الحدث ويتحركان نحو الأسفل. وستشكل المواد المتبقية حلقة حول الثقب الأسود، مما يرفع درجة حرارته بملايين الدرجات. هذه الهياكل الجاذبية مرئية لعلماء الفلك لأن القرص المحيط بها يصدر الأشعة تحت الحمراء والأشعة السينية وموجات الراديو بسبب تأثيرات المد والجزر.
آمل أن تتمكن من خلال هذه المعلومات من معرفة المزيد حول ما يحدث عندما يتحول الثقب الأسود من خامل إلى نشط.