مجرة صغيرة لها ثقب أسود كبير بشكل غير عادي والعلماء ليسوا متأكدين من السبب

درب التبانة والمجرة الفضائية ليو الأول. (ESA / Gaia / DPAC ؛ SDSS)

مجرة صغيرة تدور حول مجرة ​​درب التبانة تدعى ليو يمكن أن تخفي سرًا كبيرًا.

وفقًا لتحليل جديد ، فإن المنطقة الوسطى من Leo I بها وحوش فائقة الكتلة ثقب أسود مقارنة بكتلة المجرة. تبلغ كتلة المجرة نفسها حوالي 20 مليون ضعف كتلة الشمس. يبلغ حجم الثقب الأسود حوالي 3.3 مليون كتلة شمسية - حوالي 16٪ من الكتلة الكلية للمجرة.

على الرغم من وجود هامش كبير لعدم اليقين ، إلا أن النتيجة لا تزال مفاجأة كبيرة. هذه الكتلة التي تبلغ 3.3 مليون كتلة شمسية مائلة إلى حد كبير بالقرب من كتلة القوس A * ، الثقب الأسود الهائل في قلب مجرة ​​درب التبانة. يبلغ حجم Sgr A * حوالي 4 ملايين كتلة شمسية - وتشير الحسابات الأخيرة إلى أن كتلة مجرة ​​درب التبانة حولها 1.3 تريليون كتلة شمسية .

هذا فرق مذهل تمامًا في نسب الكتلة. إن الوجود المحتمل لمثل هذا الثقب الأسود الكبير في مثل هذه المجرة الصغيرة مثير للدهشة لأننا اعتقدنا أن لدينا بعضًا منهاقواعد موثوقة جدًابالنسبة لنسبة الثقب الأسود المركزي إلى مجرته. ولكن ، إذا تم التحقق منه ، يمكن أن يخبرنا شيئًا جديدًا عن كيفية عمل المجرات والكتلة الفائقة الثقوب السوداء في مراكزهم ، تنمو وتتطور.

'كتلة الثقب الأسود بهذه الضخامة في الأسد الأول مهمة في كثير من النواحي' كتب الباحثون في ورقتهم .

إنه أول اكتشاف لثقب أسود في مجرة ​​كروية قزمية باستخدام الحركية المحسومة مكانيًا ، وله كتلة مماثلة للكتلة النجمية الكلية للنظام ، وهي مماثلة لكتلة الثقب الأسود في العالم. مركز مجرة ​​درب التبانة.

هناك سرب كامل من المجرات القزمية في الفضاء حول مجرة ​​درب التبانة (وحول المجرات الأخرى أيضًا) ، وبعضهافى المعالجةمن الاصطدام مع المجرة الأخرى وامتصاصها. يُعتقد أن هذه وسيلة مهمة حيث تنمو المجرات بشكل تدريجي بمرور الوقت.

لكن ليست كل المجرات القزمية مبنية على حد سواء ، ودراستها يمكن أن تساعدنا في فهم تنوع المجرات ، وكيف تتشكل هذه الأجسام.

Leo I ، الذي يقع على بعد حوالي 820.000 سنة ضوئية من الأرض ، هو أحد هذه الاحتمالات المحتملة. على عكس معظم الأقمار الصناعية لمجرة درب التبانة ، فقد وجد أنها لا تحتوي على الكثير المادة المظلمة - الصمغ الثقالي الذي لا يمكن اكتشافه مباشرة والذي يربط الكون.

على الرغم من أننا لا نستطيع فحص المادة المظلمة بشكل مباشر ، إلا أنه يمكننا قياسها بناءً على تأثيرها على الأشياء التي يمكننا اكتشافها. النجوم ، على سبيل المثال ، تدور حول مجراتها بشكل أسرع مما ينبغي إذا كانت المادة التي يمكن اكتشافها فقط تؤثر عليها.

أراد علماء الفلك في جامعة تكساس في مرصد ماكدونالد في أوستن دراسة ملف المادة المظلمة الخاص بـ Leo I ، أو الطريقة التي تتغير بها كثافة المادة المظلمة من مركز المجرة إلى أطرافها.

لقد أخذوا ملاحظات جديدة لـ Leo I باستخدام تلسكوب Harlan J. Smith في مرصد ماكدونالد ، ثم أدخلوا هذه البيانات والنماذج المعقدة للمجرة في كمبيوتر عملاق لتحليلها. وأظهرت نتائجهم أن ثقبًا أسود هائلاً يجب أن يكون كامنًا في مركز المجرة.

'النماذج تصرخ أنك بحاجة إلى ثقب أسود في المركز ؛ لا تحتاج حقًا إلى الكثير من المادة المظلمة ، ' قال عالم الفلك كارل جيبهارت من يوتا أوستن.

لديك مجرة ​​صغيرة جدًا تسقط في مجرة ​​درب التبانة ، وثقبها الأسود ضخم مثل مجرة ​​درب التبانة. نسبة الكتلة ضخمة للغاية. درب التبانة هو المسيطر. الثقب الأسود Leo I قابل للمقارنة تقريبًا.

أظهرت ورقة الفريق أن القياسات السابقة للسرعات المدارية للنجوم في الأسد الأول أظهرت تحيزًا قويًا تجاه النجوم الأبطأ. لهذا السبب ربما أخطأت الحسابات السابقة مثل هذه الكتلة الضخمة. نظرًا لأن الدراسة الجديدة تدعي عدم وجود مثل هذا التحيز ، فقد تمكنت من العثور على ما فاته الآخرون.

لكن النتيجة ليست غير مسبوقة على الإطلاق.

في عام 2014 ، تم العثور على مجرة ​​قزمة كتلتها الإجمالية 140 مليون كتلة شمسية بها ثقب كتلة هائل تسجيل 21 مليون كتلة شمسية - حوالي 15٪ من إجمالي كتلة المجرة. ثم ، في عام 2017 ، تم العثور على مجرتين قزميتين أخريين بقطع ثقب أسود ، 4.4 مليون و 5.8 مليون كتلة شمسية - 13 و 18 بالمائة من كتل المجرات المضيفة لها ، على التوالي.

لذا ، بينما لدينا حاليًا 'لا يوجد تفسير لهذا النوع من الثقب الأسود في المجرات الكروية القزمية' ، وفقًا لعالمة الفلك في جامعة أوستن ، ماريا خوسيه بوستامانتي ، ربما يكون في الواقع أمرًا شائعًا.

ويمكن أن يساعد ذلك في تفسير كيف تصبح الثقوب السوداء فائقة الكتلة للغاية. عندما تندمج مجرتان ، فإن الثقوب السوداء الهائلة يجب أن تندمج أيضًا. مما يعني أن المجرات القزمة يمكن أن تغذي الثقوب السوداء ذات الثقوب السوداء الضخمة.

إذا كانت كتلة الثقب الأسود في Leo I كبيرة ، فقد يفسر ذلك كيف تنمو الثقوب السوداء في المجرات الضخمة ، قال جيبهارت .

تم نشر البحث في مجلة الفيزياء الفلكية .

من نحن

نشر حقائق تقارير مستقلة ومثبتة عن الصحة والفضاء والطبيعة والتكنولوجيا والبيئة.