شهد علماء الفلك التنشيط النشط للثقب الأسود

اكتشف فريق من علماء الفلك بقيادة باحثين من جامعة برمنغهام وجامعة كوليدج لندن وجامعة كينغز بلفاست واحدة من أكثر الثقوب السوداء إثارةً التي لوحظت على الإطلاق. سيقدمون نتائجهم يوم الثلاثاء ، 4 يوليو ، في الاجتماع الفلكي الوطني 2023 في كارديف.

J221951-484240 ، المعروف باسم J221951 ، هو واحد من ألمع العابرين - الأجسام الفيزيائية الفلكية التي تغير سطوعها خلال فترة زمنية قصيرة - تم تسجيلها على الإطلاق. تم اكتشافه من قبل الدكتورة سامانثا أوتس ، عالمة الفلك بجامعة برمنغهام ، وفريقها في سبتمبر 2019 أثناء البحث عن الضوء الكهرومغناطيسي من موجة الجاذبية. استخدم الفريق التلسكوبات فوق البنفسجية والبصرية على متن مرصد Neil Gerrells Swift للبحث عن كيلونوفا ، وهو توقيع لنجم نيوتروني يندمج مع نجم نيوتروني آخر أو ثقب أسود. عادة ، يبدو الكيلونوفا باللون الأزرق ، ثم يتلاشى ويتحول إلى اللون الأحمر في غضون أيام قليلة. بدلاً من ذلك ، وجدوا شيئًا أكثر غرابة: J221951. بدا لونه أزرق ، لكنه لم يتغير أو يتلاشى بسرعة مثل كيلونوفا.

تم استخدام العديد من التلسكوبات لمراقبة J221951 وتحديد طبيعته ، بما في ذلك تلسكوبات ناسا Swift / UVOT و Hubble الفضائي ، والتلسكوب الجنوب أفريقي الكبير ، وأدوات ESO مثل التلسكوب الكبير جدًا وأداة GROND على تلسكوب MPG / ESO 2,2 متر في مرصد لا سيلا.

استبعد طيف J221951 الذي تم الحصول عليه بواسطة تلسكوب هابل الفضائي وجود اتصال موجات ثقالية لـ J221951. من خلال دراسة طيف الضوء لـ J221951 ، تمكنت الدكتورة أوتس وفريقها من تحديد أن المصدر يبعد حوالي 10 مليار سنة ضوئية ، على عكس إشارة موجة الجاذبية ، التي تم اكتشافها على بعد أقل من 0,5 مليار سنة ضوئية. حقيقة أنه يلمع بشدة على هذه المسافة الكبيرة تجعل J221951 واحدة من ألمع العابرين التي تم اكتشافها على الإطلاق.

تشير الدلائل إلى أن J221951 تشكل نتيجة لثقب أسود هائل امتص المواد المحيطة بسرعة كبيرة. لوحظ وجود مجرة ​​حمراء في J221951 قبل اكتشافها ، ويتوافق موقع J221951 مع مركز المجرة ، حيث يجب أن يتواجد ثقب أسود هائل بشكل طبيعي. بدأ التوهج فجأة - حوالي 10 أشهر قبل اكتشافه لأول مرة - مما يعني أن الثقب الأسود بدأ يتغذى بسرعة كبيرة بعد أن ظل هادئًا لفترة من الوقت. يُظهر الطيف فوق البنفسجي ميزات امتصاص متوافقة مع المواد التي يتم دفعها للخارج من خلال إطلاق ضخم للطاقة. هذا ، جنبًا إلى جنب مع السطوع العالي ، يجعل هذا واحدًا من أكثر "الثقب الأسود" دراماتيكيًا تم ملاحظته على الإطلاق.

حدد الفريق آليتين محتملتين يمكن أن تفسرا مثل هذه التغذية الشديدة للثقب الأسود الهائل. الأول هو أنه قد يكون ناتجًا عن اضطراب في المد والجزر - تدمير نجم أثناء مروره بالقرب من الثقب الأسود الهائل في مركز مجرته. الخيار الثاني هو أنه يمكن أن يكون سببه نواة مجرة ​​نشطة "غيرت حالتها" من نائمة إلى نشطة. سيشير J221951 بعد ذلك إلى أن الثقب الأسود الخامل في مركز المجرة المضيفة قد بدأ يتغذى على مادة من قرص التراكم.

قال الدكتور مات نيكول ، عضو الفريق من جامعة كينغز بلفاست: "لقد توسع فهمنا للأشياء المختلفة التي يمكن أن تفعلها الثقوب السوداء الهائلة بشكل كبير في السنوات الأخيرة ، وذلك بفضل اكتشاف الانفجارات النجمية وتراكم الثقوب السوداء مع لمعان متغير للغاية. " ويضيف: "J221951 هو أحد أكثر الأمثلة تطرفًا للثقب الأسود الذي يفاجئنا. قد تسمح لنا المراقبة الإضافية لـ J221951 لتحديد إجمالي إطلاق الطاقة بتحديد ما إذا كان هذا امتصاصًا للمد والجزر للنجم من خلال ثقب أسود سريع الدوران أو نوع جديد من تشغيل AGN ".

الدكتور ن. بول كوين ، عضو آخر في الفريق من مختبر علوم الفضاء. قال مالارد من جامعة كوليدج لندن: "الاكتشاف الرئيسي هو أن الطيف فوق البنفسجي الذي حصل عليه هابل يستبعد أصلًا مجريًا. وهذا يوضح مدى أهمية الحفاظ على قدرات مطياف الأشعة فوق البنفسجية الموجود في الفضاء في المستقبل ".

تضيف الدكتورة سامانثا أوتس: "في المستقبل ، قد نتمكن من الحصول على أدلة مهمة لتمييز حدث اضطراب المد والجزر عن سيناريوهات المجرة الأساسية النشطة. على سبيل المثال ، إذا كان J221951 مرتبطًا بتشغيل مستعر أعظم ، فقد نتوقع أن يتوقف عن التلاشي ويعيد النمو في السطوع ، بينما إذا كان J221951 اضطرابًا في المد والجزر ، نتوقع استمراره في التلاشي. سنحتاج إلى الاستمرار في مراقبة J221951 خلال الأشهر والسنوات القليلة القادمة لالتقاط سلوكها المتأخر ".

اقرأ أيضا:

• استيقظ الثقب الأسود الهائل Sagittarius A * قبل 200 عام
• يندفع ثقب أسود منبوذ عبر الفضاء مصحوبًا بذيل من النجوم الصغيرة