تتمتع
شاهد علماء الفلك نفاثات تنطلق من ثقب أسود وتفكك نجمًا أزرقًا عملاقًا مرافقًا. سمحت البيانات الواردة من التلسكوب الراديوي لمرصد الكيلومتر المربع (SKA) للفريق بقياس قوة هذه الانفجارات، ووجد أنها قوية مثل ناتج 10000 شمس، مما قد يساعد في الكشف عن كيفية تشكيل المجرات بأكملها من حولها.
يُعرف النظام الذي درسه الفريق باسم الدجاجة X-1 (Cyg X-1)، الذي يقع على بعد 7000 سنة ضوئية ويعتبر أحد ألمع مصادر الضوء. الأشعة السينية في السماء. يُعتقد أن Cyg X-1 يتكون من كتلة نجمية الثقب الأسود وتشير التقديرات إلى أن كتلته تبلغ حوالي 21 مرة كتلة الشمس، التي تتغذى من نجم أزرق عملاق.
يقوم النجم الأزرق العملاق بتزويد الثقب الأسود Cyg X-1 بالمواد عبر قوية الرياح النجمية تهب منه. ومع ذلك، لا يمكن لهذه المادة أن تسقط مباشرة إلى الثقب الأسود، لأنها تمتلك زخمًا زاويًا، أو تدور. وبدلا من ذلك، فإنه يشكل سحابة دوامية مسطحة تسمى القرص التراكمي الذي يغذي الثقب الأسود تدريجيا.
تعمل الجاذبية الهائلة للثقب الأسود على تسخين القرص التراكمي، مما يتسبب في انبعاث الأشعة السينية القوية المرتبطة بـ Cyg X-1.
ومع ذلك، لا تجد كل هذه المادة طريقها إلى الثقب الأسود. يتم توجيه بعضها إلى أقطاب الثقب الأسود حيث يتم إطلاقها على شكل نفاثات قوية. لم يتمكن علماء الفلك من تحديد قوة هذه النفاثات فحسب، بل حددوا أيضًا أنها تسافر بسرعة حوالي 336 مليون ميل في الساعة (150 ألف كيلومتر في الثانية)، أي حوالي نصف السرعة التي تطير بها الطائرات. سرعة الضوء.
وصف قائد الفريق ستيف برابو من جامعة أكسفورد حركة الطائرات في سلسلة من صور SKA بأنها “ترقص”. يشير هذا إلى حقيقة أن نفاثات Cyg X-1 تبدو وكأنها تنحرف في اتجاهات مختلفة عندما يدور النجم والثقب الأسود حول بعضهما البعض. توصل برابو وزملاؤه إلى أن الرياح النجمية التي تهب من النجم وتدفع نفاثات الثقب الأسود هي التي تشغل “رقصتهم”.
تعطي النتائج للعلماء فكرة أفضل عن كمية الطاقة التي تطلقها نفاثات الثقب الأسود في بيئاتهم.
وقال برابو: “أحد أهم نتائج هذا البحث هو أن حوالي 10٪ من الطاقة المنطلقة عندما تسقط المادة باتجاه الثقب الأسود يتم نقلها بعيدًا بواسطة النفاثات”. “وهذا ما يفترضه العلماء عادة في نماذج محاكاة واسعة النطاق للكون، ولكن كان من الصعب تأكيد ذلك عن طريق الملاحظة حتى الآن.”
والأمر الأكثر إثارة في هذا البحث هو أنه يمنح العلماء طريقة لقياس طاقة النفاثات المنبعثة من الثقوب السوداء الأخرى، بما في ذلك الثقوب السوداء الأكبر بكثير. الثقوب السوداء الهائلة التي تقع في قلب جميع المجرات الكبيرة وتمتلك كتلة ملايين أو مليارات المرات من كتلة الشمس.
وقال عضو الفريق جيمس ميلر جونز من معهد كيرتن لعلم الفلك الراديوي (CIRA): “نظرًا لأن نظرياتنا تشير إلى أن الفيزياء حول الثقوب السوداء متشابهة جدًا، يمكننا الآن استخدام هذا القياس لترسيخ فهمنا للنفثات، سواء كانت من ثقوب سوداء تبلغ كتلتها 10 أو 10 ملايين مرة كتلة الشمس”.
“مع مشاريع التلسكوب الراديوي مثل مرصد صفيف الكيلومتر المربع قيد الإنشاء حاليًا في غرب أستراليا وجنوب إفريقيا، نتوقع اكتشاف نفاثات من الثقوب السوداء في ملايين المجرات البعيدة، وستساعد نقطة التثبيت التي يوفرها هذا القياس الجديد في معايرة إجمالي إنتاج الطاقة.
“توفر نفاثات الثقب الأسود مصدرًا مهمًا للتغذية المرتدة للبيئة المحيطة وهي ضرورية لفهم تطور المجرات.”
نُشر بحث الفريق يوم الخميس (16 أبريل) في المجلة علم الفلك الطبيعة.
المصدر الأصلي: www.space.com
