هل يمكن إخفاء سر تكوين الثقب الأسود في هذا الكوازار القديم الذي حطم الأرقام القياسية؟
شوهد نجم زائف متقلب بعيدًا وهو يعتم ويضيء بمقدار غير عادي، وتغيرات في اللمعان تعادل 2 تريليون مرة سطوع الشمس. هذه هي المرة الأولى التي يتم فيها رؤية نجم زائف وامض في بداية الكون، ويعود تاريخه إلى 12.9 مليار سنة، أي بعد حوالي 900 مليون سنة من الانفجار الكبير.
الكوازارات هم النشطون للغاية الثقوب السوداء الهائلة في قلب البعض المجرات، يتغذى بشراسة على الغاز الذي يتم جرفه نحو فمه، وينمو نتيجة لهذه التغذية الشرهة. كما يدور الغاز حول الثقب الأسود‘s أفق الحدث – النقطة التي لا يمكن بعدها لأي شيء الهروب من الثقب الأسود – تزداد سخونة نتيجة الاحتكاك، مما يؤدي إلى تألق الغاز بشكل ساطع. بالإضافة إلى ذلك، يمكن للمجالات المغناطيسية أن تطرد بعض الجسيمات المشحونة في الغاز، مما يؤدي إلى إبعادها عن الثقب الأسود الهائل على شكل نفاثات قوية ومشرقة. على هذا النحو، تعد الكوازارات من ألمع الأجسام في الكون.
تم العثور على أكثر من مليون نجم زائف في جميع أنحاء الكون، ولكن تم العثور على حوالي 200 منها فقط في المليار سنة الأولى بعد ظهور الكوكب. الانفجار العظيم. في حين أن معظم النجوم الزائفة تومض، فإنها عادةً ما تفعل ذلك بكميات متواضعة نسبيًا، ولم يتم رؤية مثل هذا الوميض في نجم زائف في المليار سنة الأولى من التاريخ الكوني، حتى الآن.
وقال جين ليونج من معهد كافلي للفيزياء الفلكية وأبحاث الفضاء في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) في معهد كافلي للفيزياء الفلكية وأبحاث الفضاء: “لقد عرف الناس أن النجوم الزائفة في الكون القريب يمكن أن تومض”. إفادة. “يأتي الوميض من التقلبات في الطريقة التي يتم بها تغذية الغاز إلى الثقب الأسود، وكيف تخبرنا وميض الكوازار بشيء عن بنية القرص التراكمي للثقب الأسود ونوع “اللدغات” التي يأكلها الثقب الأسود.”
يضخ الكوازار المعني طاقة تعادل لمعان 12 تريليون شمس، ويتقلب ضوءه بنحو 20%، أو 2 تريليون مرة من لمعان شمسنا.ووهي كمية ملحوظة جدًا تدل على مدى سرعة نمو هذا الثقب الأسود.
ومع ذلك، فإن الكوازار بعيد جدًا لدرجة أنه لا يزال خافتًا للغاية، لذلك لم يكن اكتشاف هذه التقلبات الضخمة أمرًا سهلاً. لم يسافر الضوء مسافة طويلة لفترة طويلة فحسب، بل أدى توسع الكون أيضًا إلى تمديد الطول الموجي لذلك الضوء إلى أطوال موجية أطول وأكثر احمرارًا، وهي ظاهرة تسمى “الانزياح الأحمر“.
يومض الكوازار البعيد مثل الشمعة الكونية
قاد ليونغ وزميلته في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا آنا كريستينا إيليرز فريقًا اكتشف الكوازار الوامض بعيد المنال بعد البحث في أرشيفات وكالة ناسا. الآن البائد نيووايز (كائن قريب من الأرض مهمة مستكشف المسح بالأشعة تحت الحمراء واسعة النطاق. نيووايز قام بمسح السماء بأكملها لمدة 14 عامًا تقريبًا بحثًا عن الأشياء الخطرة الكويكبات، ولكن أيضًا تلتقط الكثير مما يحدث في سماء الخلفية.
كما أدى الانزياح الأحمر لضوء الكوازار إلى خفض وتيرة التقلبات. الخفقان الذي ربما حدث على فترات زمنية من الأيام عندما غادر الضوء هذا الكوازار، انزاح إلى الأحمر إلى أشهر بحلول الوقت الذي وصل فيه هذا الضوء إلينا. ولهذا السبب كانت بيانات NEOWISE على مدار سنوات عديدة لا تقدر بثمن.
وقال ليونج: “لقد رأينا الكوازار يومض بشكل عشوائي على مدى 14 عامًا، تمامًا مثل وميض لهب الشمعة دون نمط ثابت”.
يرتبط وميض الكوازار عند أطوال موجية مختلفة بالتغيرات في درجة حرارة الغاز الذي يحوم حول هذا الثقب الأسود. كلما اقترب الغاز من الثقب الأسود، زادت سخونته. ومن هذا، تمكن فريق ليونج من استنتاج أن الغاز قد استقر في قرص متراكم مسطح للغاية على شكل فطيرة حول الثقب الأسود.
بالنسبة لكوازار أقدم، لن يكون هذا مفاجئًا، ولكن بالنسبة لكوازار شاب كهذا، فمن المحتمل أن يكون ذلك أمرًا مثيرًا للاهتمام. وذلك لأن الثقوب السوداء فائقة الكتلة تنمو بشكل فوضوي، ويجب أن تظل سحابة الغاز المتساقطة حول نجم زائف صغير موجود بعد 850 مليون سنة فقط من الانفجار الكبير منتفخة تمامًا، مثل طارة سميكة وفوضوية على شكل كعكة دونات. يجب أن يتسطح الغاز على شكل فطيرة فقط عندما ينضج الكوازار. بمعنى آخر، يبدو هذا الكوازار أقدم من عمره.
قال إيليرز: “أعتقد أن ما يشير إليه هذا هو أن جميع مراحل النمو الفوضوية والسريعة للغاية التي نتوقع أن تمر بها جميع الثقوب السوداء في مرحلة ما، تحدث في وقت مبكر جدًا جدًا، قبل أن نراها على أنها هذه النجوم الزائفة المضيئة للغاية”. “هذه هي الصورة التي تظهر.”
حصل علماء الفلك بالفعل على أدلة على أن الثقوب السوداء الهائلة يمكن أن تتشكل بشكل أسرع مما أدركنا من خلال سحب الغاز المنهارة مباشرة، كما يتضح منالنقاط الحمراء الصغيرة” يتم اكتشافه بواسطة تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST) في الكون المبكر. إن اكتشاف كوازار ناضج كان موجودًا قبل 12.9 مليار سنة يعزز النظرية الناشئة القائلة بأن الثقوب السوداء فائقة الكتلة تشكلت مبكرًا وتطورت بسرعة.
وقال ليونج: “هذا يعني أن شيئًا ما قد حدث في وقت سابق مما أدى إلى ظهور هذه الأنظمة ناضجة جدًا”.
الآن، يأمل ليونج وإيلرز في البحث عن أشباه النجوم الأقدم (أقدمها على الإطلاق كان موجودًا منذ 13.2 مليار سنة)، ربما باستخدام تلسكوب جيمس ويب الفضائي، لمحاولة التقاط كل ما حدث لجعلها تنمو بهذه السرعة.
وفي غضون ذلك، يمكن قراءة النتائج التي توصلوا إليها في ورقة بحثية نشرت يوم الاثنين (8 يونيو) في علم الفلك الطبيعة.
المصدر الأصلي: www.space.com
