دراسة أجراها جامعة ساوثهامبتون كشفت العملية التي من خلالها تستهلك الثقوب السوداء الهائلة (SMBHs) السحب الغازية التي تصل إليها عن طريق السفر مئات الآلاف من السنين الضوئية ، من مجرة ​​إلى أخرى.

أنشأت مجموعة دولية من الباحثين علاقة حاسمة بين تفاعل المجرات المجاورة والكميات الهائلة من الغاز المطلوبة للحفاظ على هذه الظواهر الفضائية الضخمة وفائقة الكثافة. تم نشر النتائج التي توصلوا إليها مؤخرًا في المجلة علم الفلك الطبيعي.


A يمكن إنشاء ثقب أسود عندما ينهار نجم ، مما يؤدي إلى ضغط المادة في مساحة صغيرة نسبيًا. هذا يزيد من قوة الجاذبية لدرجة لا يستطيع أي شيء الهروب منها ، ولا حتى الضوء – ومن هنا جاءت التسمية.

بعض الثقوب السوداء عملاقة ، كتلتها أكبر بملايين المرات من شمسنا ، وتنبعث منها كميات هائلة من الطاقة. تُعرف هذه باسم «  الثقوب السوداء فائقة الكتلة  » ولا تزال كيفية تكوينها أو اكتساب ما يكفي من الوقود لتزويد نفسها بالطاقة لغزا.

علقت عالمة الفيزياء الفلكية والباحثة الرئيسية من جامعة ساوثهامبتون ، الدكتورة ساندرا رايموندو: « الثقوب السوداء الهائلة تغذي نشاطها ، جزئيًا ، من خلال التراكم التدريجي للغاز من البيئة المحيطة بها. يمكن للثقوب السوداء الهائلة أن تجعل مراكز المجرات تلمع بشدة عندما تلتقط الغاز ويعتقد أن هذه العملية يمكن أن يكون لها تأثير كبير على الطريقة التي تبدو بها المجرات اليوم. كيف تحصل SMBHs على الوقود الكافي للحفاظ على نشاطها ونموها لا يزال يحير علماء الفلك ، ولكن العمل الذي قمنا به يوفر خطوة نحو فهم هذا. « 


استخدم عالم ساوثهامبتون ، الذي يعمل مع باحثين في جامعتي كوبنهاغن وكاليفورنيا ، بيانات من التلسكوب الأنجلو-أسترالي البالغ ارتفاعه 4 أمتار في نيو ساوث ويلز بأستراليا * لدراسة مدارات الغاز والنجوم في عينة كبيرة من أكثر من 3000 مجرة. . لقد حددوا أولئك الذين لديهم ما يُعرف بالغاز « المنحرف » – بمعنى آخر ، الغاز الذي يدور في اتجاه مختلف عن النجوم في المجرة ، مما يشير إلى تفاعل مجري سابق. ثم وجدوا أن المجرات ذات الغاز المنحرف تحتوي على نسبة أعلى من الثقوب السوداء النشطة فائقة الكتلة.

أظهرت النتائج ارتباطًا واضحًا بين الغاز المنحرف ونشاط الثقب الأسود الهائل – مما يشير إلى أن الغاز ينتقل حيث تلتقي مجرتان ، ويتعرج لمسافات شاسعة عبر الفضاء ، ثم يستسلم لقوى الجاذبية الهائلة للثقب الأسود الهائل – يتم سحبه وابتلاعه. كمصدر حيوي للوقود. لطالما اشتبه علماء الفلك في أن الاندماج مع مجرة ​​أخرى يمكن أن يوفر مصدر الغاز هذا ، لكن الدليل المباشر على ذلك كان بعيد المنال.

يوضح الدكتور رايموندو: « يُظهر العمل الذي قمنا به أن وجود الغاز المنحرف من النجوم مرتبط بزيادة في نسبة الثقوب السوداء النشطة فائقة الكتلة. نظرًا لأن الغاز المنحرف هو علامة واضحة على تفاعل سابق بين مجرتين ، يُظهر عملنا أن تفاعلات المجرات توفر الوقود لتشغيل الثقوب السوداء النشطة فائقة الكتلة.

« هذه هي المرة الأولى التي يُلاحظ فيها ارتباط مباشر بين تكوين ووجود غاز منحرف وتغذية الثقوب السوداء النشطة فائقة الكتلة. »


سلطت الدكتورة ماريان فيسترجارد ، وهي مؤلفة مشاركة في الدراسة ، الضوء على ما يلي: « المثير في هذه الملاحظات هو أنه يمكننا الآن ، ولأول مرة ، تحديد الغاز الذي تم التقاطه وتتبعه على طول الطريق إلى المركز حيث يوجد اللون الأسود الحفرة تلتهمها « .

يأمل العلماء الآن في توسيع نطاق أبحاثهم واستخدام النتائج التي توصلوا إليها لحساب مقدار الكتلة الكلية للثقوب السوداء فائقة الكتلة التي نمت من هذه الآلية ومدى أهمية ذلك في بدايات الكون.

المرجع: « زيادة في نشاط الثقب الأسود في المجرات ذات الغاز المنحرف حركيًا » بقلم ساندرا آي رايموندو وماثيو مالكان وماريان فيسترجارد ، 19 يناير 2023 ، علم الفلك الطبيعي.
DOI: 10.1038 / s41550-022-01880-z