الدعوة مجرة الحباريُعرف هذا النجم في الفهارس باسم M77 أو NGC 1068، وقد أصبح أحد المختبرات الكونية المفضلة لفهم كيفية عمل أكثر النوى المجرية تطرفًا. إن قربه النسبي وإمكانية رؤيته من الأرض بشكل شبه مباشر يسمحان لنا بمراقبته بمستوى من التفصيل كان، حتى وقت قريب، أمرًا لا يمكن تصوره.
كانت المشكلة تكمن في أن منطقتها المركزية كانت مختبئة خلف ستار من الغبار والغاز كانت هذه الطبقة سميكة لدرجة أن التلسكوبات البصرية بالكاد استطاعت اختراق سطحها. ومع وصول تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST) وأجهزته التي تعمل بالأشعة تحت الحمراء، أصبحت هذه الطبقة أكثر شفافية، كاشفةً عن بنية داخلية معقدة ونواة ذات طاقة هائلة تتحدى بعض النظريات الحالية.
مجرة حلزونية نشطة للغاية على بعد بضعة ملايين من السنين الضوئية
M77 هو مجرة حلزونية ضلعية تقع هذه المجرة في كوكبة قيطس، على مسافة تتراوح بين 35 و 45 مليون سنة ضوئية، وفقًا للتقديرات القياسية في الأدبيات العلمية، وهي قريبة نسبيًا من الناحية الكونية وواحدة من ألمع المجرات من نوعها، مما يجعلها هدفًا رئيسيًا للمراصد مثل هابل، والتلسكوب الأوروبي الكبير جدًا، والآن، جيمس ويب.
وجهها الأمامي موجه بالكامل تقريبًا نحونا، لذا يُرى الشكل الحلزوني من الأمام وليس من الجانب. وهذا يُسهّل رؤيته. أشرطة الغبار الداكنة الكبيرة تخترق هذه النجوم القرص ونقاط الضوء حيث تولد النجوم الجديدة، مثل منارات مدمجة في بنيته. هذا المزيج من السطوع والقرب والمحاذاة الهندسية يجعل مجرة الحبار عنصرًا أساسيًا لدراسة كيفية تغذية النوى المجرية النشطة وتطورها.
تاريخيًا، اكتُشفت هذه المجرة في نهاية القرن الثامن عشر، وصُنفت في البداية على أنها سديم لأن تلسكوبات ذلك الوقت لم تكن قادرة على تمييز طبيعتها الحلزونية الحقيقية. على مر القرون، وبفضل التقدم في علم البصريات والكشف بأطوال موجية أخرى، تأكد أن M77 تحتوي على مركز نشط للغاية، المرتبطة بثقب أسود فائق الكتلة محاط بالغاز الساخن والغبار والنجوم الشابة.
يتميز مركز مجرة الحبار بجمعه بين عاملين غير عاديين في جسم واحد: فهو قريب بما يكفي للسماح بالتقاط صورة "أشعة سينية" كونية عالية الدقة، وفي الوقت نفسه، إنها واحدة من أكثر النوى اضطراباً والخصائص النشطة المعروفة في بيئتها المحلية. ولهذا السبب تستخدمها العديد من الفرق الأوروبية والدولية كنقطة مرجعية لاختبار النظريات المتعلقة بالمجرات النشطة.
تلسكوب جيمس ويب يخترق ستارة الغبار
تأتي القفزة الكبيرة في معرفتنا الحديثة بـ M77 مع تلسكوب جيمس ويب الفضائييتم تشغيلها بشكل مشترك من قبل وكالة الفضاء الأوروبية ووكالة ناسا ووكالة الفضاء الكندية. وقد سمحت أدواتها التي تعمل بالأشعة تحت الحمراء، وخاصة جهاز MIRI (جهاز الأشعة تحت الحمراء المتوسطة) وجهاز NIRCam، للعلماء حرفيًا بالنظر عبر سحب الغبار التي كانت تحجب مركز المجرة حتى الآن.
كان جهاز MIRI أساسيًا. فبينما ينعكس الضوء المرئي أو يُحجب بواسطة حبيبات الغبار، تخترق الأشعة تحت الحمراء المتوسطة تلك الطبقات ويكشف عن هياكل لم يتمكن أي تلسكوب فضائي أو مرصد أرضي آخر من التقاطها بهذه الوضوح. تُظهر الصورة الملتقطة لنواة مجرة الحبار مركزًا مبهرًا، محاطًا بشبكة معقدة من الغاز والغبار ومناطق تشكل النجوم.
من الناحية البصرية، تُعدّ الصورة التي نشرتها وكالة الفضاء الأوروبية لافتة للنظر بشكل خاص: إذ تظهر النواة كنقطة شديدة الإضاءة، يخترقها قضيب نجمي وتحيط بها حلقة من النشاط المحموم. وتبرز فيها عدة سمات. خطوط برتقالية تبدو وكأنها تشع من المركزلكنها ليست جزءًا من المجرة نفسها؛ إنها قمم حيود، وهو تأثير بصري ناتج عن بنية التلسكوب نفسه، وهو شائع جدًا في صور ويب.
اختارت وكالة الفضاء الأوروبية إحدى هذه الصور كـ صورة الشهر في أوائل مايو 2026، تم تسليط الضوء على قيمتها الجمالية والعلمية. بالنسبة للمجتمع الفلكي الأوروبي، أصبحت مثالاً على مدى قدرة الرصد بالأشعة تحت الحمراء على كشف مناطق تظل ضبابية تمامًا في الطيف المرئي.
تُظهر المقارنة بين صور هابل، التي تم الحصول عليها في عام 2013، وصور تلسكوب جيمس ويب بوضوح القفزة النوعية: فبينما كان النمط الحلزوني العام مرئيًا في الغالب سابقًا، تظهر الآن ميزات جديدة التفاصيل الدقيقة في الجوهرخيوط الغبار، التي تشكل تجمعات نجمية، والهياكل الداخلية التي تغير الطريقة التي نفسر بها "المحرك" المركزي للمجرة.
التصميم المعماري الخفي: شريط مركزي وحلقة نجمية
من أهم نتائج الملاحظات الجديدة ما يلي: تحديد واضح لشريط مركزي مستقيم الذي يمر عبر قلب M77. هذا الشريط، المكون من النجوم والغاز والغبار، كان مخفيًا عمليًا في عمليات الرصد البصرية بسبب الغبار البارد، الذي يظهر في صور الأشعة تحت الحمراء بدرجات لونية زرقاء أو باهتة.
بالإضافة إلى البار، كشف ويب عن حلقة تشكل النجوم المكثفة تُحيط هذه الحلقة بمركز المجرة، ويبلغ قطرها بضعة آلاف من السنين الضوئية، وتُعرف باسم حلقة الانفجار النجمي لأن النجوم تتشكل فيها بمعدل أعلى بكثير مما يُلاحظ في المناطق الخارجية للمجرة أو حتى في مجرة درب التبانة نفسها.
تظهر على ذلك الخاتم بقع حمراء لامعة متعددة. كل واحدة منها تكشف عن جيب من الغاز أصبح كثيفًا للغاية والتي تنهار تحت وطأة ثقلها، مما يُشعل العملية التي تُؤدي إلى نشأة نجوم جديدة. يُعزز هذا النمط فكرة أن جاذبية المجرة تُوجه الغاز وتُكدسه نحو المنطقة المركزية، مُشكلةً ما يُشبه "مصنعًا" للنجوم حول النواة النشطة.
يبدو أن الجمع بين القضيب والحلقة النجمية الداخلية يلعب دورًا محوريًا في كيفية تزويد الجسم المركزي الضخم بالطاقة. يقوم القضيب بتوجيه الغاز إلى الداخل، بينما تعمل الحلقة كنوع من منطقة التخزين والتحويل، حيث يتحول جزء من المادة إلى نجوم، بينما يواصل جزء آخر رحلته نحو الخارج. الجاذبية المركزيةتُعد هذه الديناميكية المعقدة محور العديد من الدراسات التي تستخدم بيانات ويب إلى جانب الملاحظات التي تتراوح من الراديو إلى الأشعة السينية.
الأمر الأكثر إثارة للدهشة هو أن كل هذه التراكيب كانت موجودة طوال تاريخ المجرة، لكن الغبار البارد جعلها غير مرئية في الأطوال الموجية الضوئية. لم يتمكن أي جهاز سابق من اختراق هذا الغطاء بهذه الدقة، لذا فقد أُعيد اكتشاف مجرة الحبار عمليًا من الصفر بفضل التحليل الطيفي بالأشعة تحت الحمراء.
قلب هائل: ثقب أسود، ومنارة ضوء، وكتلة هائلة
في قلب مجرة M77، يوجد تركيز مذهل للكتلة. وتشير الملاحظات إلى وجود جسم ذي كتلة تعادل عدة ملايين من كتلة الشمستشير بعض الدراسات إلى قيمة تقريبية تبلغ ثمانية ملايين كتلة شمسية للثقب الأسود، بينما تتحدث تحليلات أخرى عن كتلة مركزية تبلغ حوالي 13 مليون شمس عند أخذ البيئة المحيطة المباشرة بأكملها في الاعتبار.
التفسير السائد هو أن قلب هذه المجرة يتكون من ثقب أسود واحد أو ربما ثقبين أسودين فائقين الكتلة تدور هذه المجرات في مدارات متبادلة، على الرغم من أن هندستها الدقيقة لا تزال غير واضحة تمامًا. ويُضيف احتمال وجود نظام ثقب أسود ثنائي في مركز مجرة نشطة بُعدًا آخر من التعقيد إلى النماذج التي تحاول تفسير ما يحدث في الداخل.
حول هذا الجسم المركزي، كشفت الصور الجديدة من تلسكوب جيمس ويب الفضائي عما يصفه الباحثون بأنه نوع من "منارة ضوء" صغيرة الحجم وساطعة للغايةتمت مقارنة لمعان هذه المنطقة بالانبعاث المُجتمع لملايين الشموس المُركّزة في حيز صغير جدًا. وينتج هذا اللمعان عن التفاعل العنيف بين الغاز المتساقط في الثقب الأسود ومجال الجاذبية الهائل نفسه.
بدلاً من نواة خاملة أو غير نشطة، كما كان يُقترح سابقاً، تشير البيانات إلى بيئة مفرطة النشاطفي هذه المنطقة، تتكتل المادة وتسخن، ثم تُصدر إشعاعًا عبر كامل الطيف تقريبًا. حتى أن تلسكوب جيمس ويب الفضائي اضطر إلى تعديل أنماط رصده لمنع أجهزة الكشف فيه من التحميل الزائد نتيجة شدة هذا التركيز المركزي.
تؤكد بعض التصريحات الصادرة عن الفرق العلمية المعنية أن العثور على مثل هذا التركيز القوي للضوء في مثل هذا الحجم المحدود يستلزم لإعادة النظر في بعض النظريات المتعلقة بنشأة التجمعات النجمية وعلى التوازن بين تكوين النجوم وتغذية الثقوب السوداء في النوى النشطة.
النيوترينوات، وأشعة غاما، والسلوك غير المتوقع
إلى جانب ما تُظهره الصور، تتميز مجرة الحبار بما تُصدره (وما تُصدره بشكل طفيف) في نطاقات أخرى من الطيف. بالنسبة لجسم ذي نواة ضخمة كهذه وفي خضم عملية التراكم، يتوقع المرء... انبعاث قوي في أشعة جاماهذا أمرٌ نموذجيٌّ للعمليات الأكثر تطرفاً التي تحدث حول الثقوب السوداء فائقة الكتلة. ومع ذلك، تشير البيانات المتاحة إلى أن مجرة M77 لا تُنتج إلا كمية ضئيلة من أشعة غاما مقارنةً بما هو متوقع.
في المقابل، تم ربط هذه المجرة بانبعاث شاذ من النيوترينوات عالية الطاقةتُعرف هذه الجسيمات باسم الجسيمات الشبحية. تكاد هذه الجسيمات لا تتفاعل مع المادة، وتمر عبر الكواكب والنجوم وكأنها غير موجودة، ولا يمكن رصدها إلا باستخدام أجهزة كشف متخصصة. في عام 2022، رُبط نيوترينو عالي الطاقة مباشرةً بنواة مجرة الحبار، مما يؤكد حدوث عمليات تسارع جسيمات فائقة هناك.
يلتهم هذا اللب الشره المادة باستمرار، بكميات تُضاهي جزءًا من كتلة الشمس كل عام. تدور كل هذه المادة، أثناء سقوطها نحو المركز، بسرعات فائقة وتُضغط بفعل الاحتكاك، مما يُولد كميات هائلة من الطاقةإن حقيقة أن بعض تلك الطاقة تتجلى في شكل نيوترينوات، وليس في شكل أشعة جاما كما تشير النماذج الكلاسيكية، تطرح لغزاً نظرياً لم يتم حله بعد.
بالنسبة للمجتمع العلمي، أصبح مجرة M77 بمثابة ساحة اختبار لمقارنة تنبؤات نماذج النواة النشطة مع الملاحظات الحقيقية. لقد قدم تلسكوب جيمس ويب بالفعل بيانات حيرت المنظرين في سياقات أخرى، مثل التحديد المحتمل للمستعرات العظمى المبكرة جدًا في تاريخ الكون؛ الآن، توسع مجرة الحبار قائمة "الحالات الصعبة" هذه لتكون أقرب إلى بيئتنا الكونية.
ستُخصص السنوات القليلة القادمة لدمج بيانات ويب مع الملاحظات الطيفية من الأرض والمراصد الفضائية الأخرى، وذلك لتحديد الآليات الفيزيائية التي يمكن أن تفسر هذا الخلل الغريب بين النيوترينوات وأشعة جاما، وكيف تتناسب مجرة الحبار مع المجموعة العامة من المجرات النشطة المعروفة.
مختبر مثالي لأوروبا وبقية العالم
بالنسبة للفرق الأوروبية، فإن فريق سكوييد غالاكسي أشبه بـ ميدان اختبار على نطاق بين المجراتلقد أولت وكالة الفضاء الأوروبية اهتماماً خاصاً باستغلال بيانات جيمس ويب حول M77، ليس فقط لروعتها البصرية، ولكن لأنها تسمح بتحسين النماذج التي يتم تطبيقها بعد ذلك على مجرات أبعد بكثير، حيث يستحيل رؤية التفاصيل بوضوح.
إن قربها وسطوعها ونشاطها يجعلها هدفاً مثالياً لبرامج الرصد طويلة الأمد. ومن أوروبا، تستخدم العديد من المجموعات البحثية بيانات مفتوحة من تلسكوب جيمس ويب الفضائي، مدعومة بقياسات من التلسكوبات الراديوية وأجهزة قياس الطيف الضوئي، لدراستها. كيف يتدفق الغاز من المناطق الخارجية للمجرة باتجاه النواة وكيف يغذي هذا التدفق كلاً من تكوين النجوم ونمو الثقوب السوداء.
علاوة على ذلك، تُعدّ صور مجرة M77 أداة قيّمة للغاية للتوعية العلمية. إذ يُمكن لأي شخص تحميل الصور عالية الدقة من المواقع الإلكترونية الرسمية لتلسكوب جيمس ويب، بما في ذلك مواقع وكالة الفضاء الأوروبية، وملاحظة الفرق بين ما رأيناه قبل عقد من الزمن وما نراه الآن. نرى الآن بالأشعة تحت الحمراءيساعد هذا التقارب البصري على إيصال حجم القفزة التكنولوجية التي يمثلها التلسكوب الجديد.
على المستوى النظري، يُسهم مشروع M77 في تحسين مفاهيم مثل بنية أقراص التراكم، ودور القضبان في نقل الغاز إلى المركز، والعلاقة بين انفجارات تكوين النجوم وفترات النشاط المكثف للثقوب السوداء. كل حملة رصد جديدة تُضيف قطعًا إلى لغز لا يزال بعيدًا عن الاكتمال.
بشكل عام، رسخت مجرة الحبار مكانتها كواحدة من بين العناصر الأساسية في مذكرات جيمس ويب ومن العديد من المراصد الأخرى، وتشير كل الدلائل إلى أنها ستستمر في تصدر عناوين الأخبار العلمية لفترة طويلة. ما بدأ كـ"سديم" يُرى بأجهزة بدائية، أصبح، بفضل الأشعة تحت الحمراء، صورة مفصلة لقلب مجرة في حالة اضطراب شديد، حيث تتقاطع الثقوب السوداء والنجوم الوليدة والجسيمات التي يكاد يكون من المستحيل التقاطها.