يوجد ثقب أسود فائق في مركز كل مجرة تقريبًا في الكون. كيف وصلوا الى هناك؟ ما العلاقة بين هذه الثقوب السوداء الوحشية والمجرات التي تحيط بها؟
في كل مرة ينظر فيها علماء الفلك إلى أماكن أبعد في الكون ، يكتشفون أسرارًا جديدة. تتطلب هذه الألغاز جميع الأدوات والتقنيات الجديدة لفهمها. تؤدي هذه الألغاز إلى المزيد من الألغاز. ما أقوله هو أنه لغز السلاحف على طول الطريق.
واحدة من أروع اكتشاف الكوازارات ، فهم ما هي ، والكشف عن سر أعمق ، من أين أتوا؟
كالعادة ، أنا أتقدم على نفسي ، لذا أولاً ، دعنا نعود ونتحدث عن اكتشاف الكوازارات.
مرة أخرى في 1950s ، قام علماء الفلك بمسح السماء باستخدام التلسكوبات الراديوية ، ووجدوا فئة من الأشياء الغريبة في الكون البعيد. كانت مشرقة للغاية وبعيدة بشكل لا يصدق. مئات الملايين أو حتى مليار سنة ضوئية. تم اكتشاف أولها في الطيف الراديوي ، ولكن مع مرور الوقت ، وجد علماء الفلك المزيد من النيران في الطيف المرئي.
قام الفلكي هونغ-يي تشيو بصياغة مصطلح "الكوازار" ، الذي يشير إلى جسم شبه نجمي. كانت تشبه النجوم ، تتألق من مصدر نقطة واحدة ، لكن من الواضح أنها لم تكن نجوم ، تحترق بإشعاع أكثر من مجرة بأكملها.
على مدى عقود ، حير الفلكيون طبيعة الكوازارات ، وتعلموا أنهم كانوا في الواقع ثقوبًا سوداء ، يتغذون بنشاط وينفثون الإشعاع ، على بعد مليارات السنين الضوئية.
لكنهم لم يكونوا الثقوب السوداء ذات الكتلة النجمية ، والتي كانت معروفة من موت النجوم العملاقة. كانت هذه ثقوبًا سوداء هائلة ، بملايين أو حتى مليارات المرات كتلة الشمس.
منذ سبعينيات القرن الماضي ، نظر الفلكيون في إمكانية وجود هذه الثقوب السوداء الهائلة في قلب العديد من المجرات الأخرى ، حتى درب التبانة.
في عام 1974 ، اكتشف الفلكيون مصدرًا لاسلكيًا في مركز إشعاع درب التبانة. كان يحمل عنوان القوس * ، مع علامة النجمة التي تعني "مثيرة" ، جيدًا ، من منظور "الذرات المثارة".
وهذا من شأنه أن يتوافق مع انبعاثات الثقب الأسود الهائل الذي لم يكن يتغذى بشكل فعال على المواد. يمكن أن تكون مجرتنا كوازار في الماضي ، أو في المستقبل ، ولكن الآن ، كان الثقب الأسود صامتًا في الغالب ، بصرف النظر عن هذا الإشعاع الدقيق.
كان على الفلكيين أن يكونوا على يقين ، لذا أجروا مسحًا تفصيليًا لمركز درب التبانة في طيف الأشعة تحت الحمراء ، مما سمح لهم برؤية الغاز والغبار الذي يحجب النواة في الضوء المرئي.
اكتشفوا مجموعة من النجوم تدور حول القوس A-star ، مثل المذنبات التي تدور حول الشمس. فقط ثقب أسود بملايين المرات من كتلة الشمس يمكن أن يوفر نوع مرساة الجاذبية لجلد هذه النجوم حولها في مثل هذه المدارات الغريبة.
وجدت استطلاعات أخرى ثقبًا أسودًا فائقًا في قلب مجرة أندروميدا ، في الواقع ، يبدو كما لو أن هذه الوحوش تقع في مركز كل مجرة تقريبًا في الكون.
لكن كيف تشكلوا؟ من أين أتوا؟ هل تشكلت المجرة أولاً ، وتسببت في تكوين الثقب الأسود في المنتصف ، أم شكل الثقب الأسود ، وبنى مجرة حولها؟
حتى وقت قريب ، كان هذا في الواقع أحد الألغاز الكبيرة التي لم يتم حلها في علم الفلك. ومع ذلك ، قام الفلكيون بالكثير من الأبحاث ، باستخدام المزيد والمزيد من المراصد الحساسة ، ووضعوا نظرياتهم ، وهم الآن يجمعون الأدلة للمساعدة في الوصول إلى الجزء السفلي من هذا اللغز.
طور علماء الفلك نموذجين لكيفية تجميع الهيكل الواسع للكون: من الأعلى إلى الأسفل ومن الأسفل إلى الأعلى.
في النموذج من أعلى إلى أسفل ، تشكلت كتلة فلكية مجرية بالكامل دفعة واحدة من سحابة ضخمة من الهيدروجين البدائي الذي خلفته الانفجار الكبير. قيمة النجوم الفائقة.
عندما اجتمعت السحابة ، اندفعت ، وطردت اللوالب الصغيرة والمجرات القزمة. يمكن أن تكون قد اجتمعت فيما بعد لتشكيل الهيكل الأكثر تعقيدًا الذي نراه اليوم. كانت الثقوب السوداء الهائلة ستشكل النوى الكثيفة لهذه المجرات عندما تجتمع معًا.
إذا كنت ترغب في الالتفاف حول هذا ، فكر في الحضانة النجمية التي شكلت شمسنا ومجموعة من النجوم الأخرى. تخيل سحابة واحدة من الغاز والغبار تشكل أنظمة نجوم متعددة داخلها. بمرور الوقت ، نضجت النجوم وانحرفت عن بعضها البعض.
هذا من أعلى لأسفل. حدث واحد كبير يؤدي إلى الهيكل الذي نراه اليوم.
في النموذج من الأسفل إلى الأعلى ، جمعت جيوب من الغاز والغبار معًا في كتل أكبر وأكبر ، لتشكل في النهاية مجرات قزمة ، وحتى العناقيد والكتل الفائقة التي نراها اليوم. نمت الثقوب السوداء الهائلة في قلب المجرات من التصادمات والاندماجات بين الثقوب السوداء عبر الدهور.
في الواقع ، هذه هي الطريقة التي يعتقد بها علماء الفلك أن الكواكب في المجموعة الشمسية تشكلت. بواسطة قطع من الغبار تجذب بعضها البعض إلى حبيبات أكبر وأكبر حتى تشكلت أجسام بحجم كوكب الأرض على مدى ملايين السنين.
في الأسفل ، أجزاء صغيرة تتقارب.
بعد وقت قصير من الانفجار الكبير ، كان الكون بأكمله كثيفًا بشكل لا يصدق. لكنها لم تكن بنفس الكثافة في كل مكان. تطورت التقلبات الكمية الصغيرة في الكثافة في البداية على مدى مليارات السنين من التوسع في العناقيد المجرية الفائقة التي نراها اليوم.
أريد أن أتوقف وأترك هذا يغرق في عقلك لمدة ثانية. كانت هناك اختلافات مجهرية في الكثافة في أوائل الكون. وأصبحت هذه الاختلافات الهياكل مئات الملايين من السنوات الضوئية عبر نراه اليوم.
تخيل القوتين في اللعب عندما حدث توسع الكون. من ناحية ، لديك الجاذبية المتبادلة للجسيمات التي تجذب بعضها البعض. ومن ناحية أخرى ، لديك توسع في الكون يفصل الجسيمات عن بعضها البعض. تم تحديد حجم المجرات والعناقيد والمجموعات الفائقة من خلال نقطة توازن تلك القوى المتعارضة.
إذا اجتمعت قطع صغيرة ، فستحصل على هذا التكوين من أسفل إلى أعلى. إذا اجتمعت القطع الكبيرة ، فستحصل على هذا الشكل من الأعلى إلى الأسفل.
عندما ينظر الفلكيون إلى الكون بأكبر المقاييس ، فإنهم يلاحظون التكتلات والكتل الفائقة إلى أقصى حد يمكنهم رؤيته - وهو ما يدعم النموذج من أعلى لأسفل.
من ناحية أخرى ، تظهر الملاحظات أن النجوم الأولى تشكلت بعد بضع مئات من ملايين السنين فقط بعد الانفجار الكبير ، الذي يدعم من الأسفل إلى الأعلى.
إذن الجواب كلاهما؟
لا ، أحدث الملاحظات تعطي الحافة للعمليات من الأسفل إلى الأعلى.
المفتاح هو أن الجاذبية تتحرك بسرعة الضوء ، مما يعني أن التفاعلات الجاذبية بين الجسيمات المنتشرة بعيدًا عن بعضها البعض ضرورية للحاق بها ، وتسير بسرعة الضوء.
بعبارة أخرى ، لن تحصل على مواد من الكتلة الفائقة تتحد معًا ، فقط من مواد ذات قيمة نجم. لكن هذه النجوم الأولى كانت مصنوعة من الهيدروجين النقي والهليوم ، ويمكن أن تنمو بشكل أكبر بكثير من النجوم الموجودة لدينا اليوم. سيعيشون بسرعة ويموتون في انفجارات السوبرنوفا ، مما يخلق ثقوبًا سوداء أكبر بكثير مما نحصل عليه اليوم.
اجتمعت المجرات الأولى ، وجمعت هذه الثقوب السوداء الوحشية الأولى والنجوم الضخمة المحيطة بها. وبعد ذلك ، على مدى ملايين ومليارات السنين ، اندمجت هذه الثقوب السوداء مرارًا وتكرارًا ، متراكمة ملايين بل مليارات المرات من كتلة الشمس. هكذا حصلنا على المجرات الحديثة التي نراها اليوم.
كانت هناك ملاحظة حديثة تدعم هذا الاستنتاج. في وقت سابق من هذا العام ، أعلن علماء الفلك عن اكتشاف ثقوب سوداء فائقة الكتلة في مركز المجرات الصغيرة نسبيًا. في مجرتنا درب التبانة ، يبلغ حجم الثقب الأسود الهائل 4.1 مليون مرة من كتلة الشمس ، ولكنه يمثل فقط 0.01٪ من الكتلة الكلية للمجرة.
لكن علماء الفلك من جامعة يوتا اكتشفوا مجرتين صغيرتين للغاية بفتحات سوداء تبلغ 4.4 مليون و 5.8 مليون ضعف كتلة الشمس على التوالي. ومع ذلك ، تمثل الثقوب السوداء 13 و 18 في المائة من كتلة المجرات المضيفة.
التفكير هو أن هذه المجرات كانت ذات يوم طبيعية ، لكنها اصطدمت بمجرات أخرى في وقت سابق من تاريخ الكون ، وتم تجريدها من نجومها ثم تم بصقها للتجول في الكون.
إنهم ضحايا أحداث الاندماج المبكرة ، دليل على المذبحة التي حدثت في أوائل الكون عندما كانت عمليات الاندماج تحدث.
نتحدث دائمًا عن الألغاز التي لم يتم حلها في الكون ، ولكن هذا هو لغز بدأ علماء الفلك في حل اللغز.
يبدو على الأرجح أن بنية الكون التي نراها اليوم تشكلت من الأسفل إلى الأعلى. اجتمعت النجوم الأولى في المجرات الأولية ، وماتت على شكل مستعر أعظم لتشكيل أول ثقوب سوداء. إن بنية الكون التي نراها اليوم هي النتيجة النهائية لمليارات السنين من التكوين والدمار. مع الثقوب السوداء الهائلة التي تتجمع معًا بمرور الوقت.
بمجرد أن تعمل التلسكوبات مثل James Webb ، يجب أن نكون قادرين على رؤية هذه القطع تتجمع معًا ، على حافة الكون المرئي.
بودكاست (صوتي): تنزيل (المدة: 11:06 - 3.8 ميجابايت)
اشترك: ابل بودكاست | أندرويد | RSS
بودكاست (فيديو): تنزيل (المدة: 11:06 - 143.0 ميغابايت)
اشترك: ابل بودكاست | أندرويد | RSS
