تم اكتشاف عاصفة ضخمة من الثقب الأسود مستعرة في الكون المبكر

انطباع الفنان عن رياح الثقب الأسود. (سول (ESO / NAOJ / NRAO)

في أقاصي الكون ، كتلة هائلة ثقب أسود يلقي نوبة غضب.

إنها تهب رياحًا هائلة في الفضاء بين المجرات ، ونرى ضوء العاصفة منذ 13.1 مليار سنة ، عندما كان الكون أقل من 10٪ من عمره الحالي. إنها العاصفة الأبعد التي حددناها على الإطلاق ، واكتشافها دليل يمكن أن يساعد علماء الفلك في كشف تاريخ تشكل المجرات.

'السؤال هو متى ظهرت رياح المجرة في الكون؟' قال عالم الفلك تاكوما إيزومي المرصد الفلكي الوطني الياباني (NAOJ).

هذا سؤال مهم لأنه مرتبط بمشكلة مهمة في علم الفلك: كيف فعلت المجرات والكتلة الفائقة الثقوب السوداء تتعايش؟

لا يمكن فصل الثقوب السوداء الهائلة عن المجرات. تشكل هذه الأجسام الضخمة ، التي تبلغ كتلتها ملايين إلى مليارات المرات كتلة الشمس ، القلب القوي لنظام المجرة - نواة الجاذبية التي يدور حولها كل شيء آخر في المجرة.

كما أنها تلعب دورًا كبيرًا في كيفية تشكل مجراتها. إحدى الطرق للقيام بذلك هي آلية تسمى التغذية الراجعة. تهب رياح قوية من الثقب الأسود الهائل عبر الفضاء ، مما يؤدي إلى إبعاد المواد التي من شأنها إنتاج النجوم في بعض المناطق ، أو إجبارها على الانهيار إلى نجوم جديدة في مناطق أخرى. في النهاية ، يفرض وجود الثقب الأسود قيودًا على الكتلة النجمية للمجرة.

ومن المثير للاهتمام أن كتلة الثقب الأسود فائق الكتلة تتناسب بشكل عام تقريبًا مع الانتفاخ المركزي للمجرة حوله. علماء الفلك ليسوا متأكدين من سبب حدوث ذلك ، حيث أن للمجرة كتلة أكبر بكثير من ثقبها الأسود الهائل ، بحوالي 10 مرات من حيث الحجم. لكن التناسب يشير إلى أن الثقوب السوداء فائقة الكتلة ومجراتها تتطور معًا ، بدلاً من أن تتشكل بشكل منفصل وتتجمع فيما بعد.

لاستكشاف كيف يمكن ملاحظة ردود الفعل المبكرة في الكون ، استخدم إيزومي وزملاؤه تلسكوب Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) الراديوي في تشيلي للبحث عن الحركة في تدفق الغاز حول المجرات ذات الثقوب السوداء الهائلة في الكون المبكر.

وجدوا مجرة ​​تسمى J1243 + 0100 ، بعد بضع مئات من ملايين السنين فقط من الانفجار العظيم . اقترح تحليل الانبعاث الراديوي من الغبار في المجرة تدفقات قوية تصل إلى 500 كيلومتر (310 ميل) في الثانية ، بمعدل تدفق يبلغ 447 ضعف كتلة الشمس سنويًا - وهي بالتأكيد قوية بما يكفي لإخماد ولادة أي نجوم.

وهذا يجعلها أول ثقب أسود تم تحديده حتى الآن ، مما يزيد من الرقم القياسي بمقدار 100 مليون سنة ، مما يشير إلى أن ردود الفعل ظهرت في وقت مبكر نسبيًا في تاريخ الكون.

ومع ذلك ، لم يكن هذا هو الشيء الوحيد الذي ظهر مبكرًا. أظهرت القياسات أن الثقب الأسود الهائل يصل إلى حوالي 330 مليون ضعف كتلة الشمس.

من خلال دراسة بيانات ALMA ، تمكن الباحثون أيضًا من قياس كتلة انتفاخ J1243 + 0100. فقد سجلت كتلة تساوي 30 مليار ضعف كتلة الشمس ، مما جعل كتلة الثقب الأسود متناسبة بنسبة 10٪ تقريبًا من كتلة الانتفاخ.

يشير هذا إلى أن التطور المشترك للثقوب السوداء فائقة الكتلة والمجرات المضيفة كان يحدث أيضًا منذ بضع مئات الملايين من السنين على الأقل بعد الانفجار العظيم.

تدعم ملاحظاتنا عمليات المحاكاة الحاسوبية الحديثة عالية الدقة التي تنبأت بأن العلاقات التطورية المشتركة كانت قائمة حتى منذ حوالي 13 مليار سنة ، قال إيزومي .

'نحن نخطط لرصد عدد كبير من هذه الأشياء في المستقبل ، ونأمل في توضيح ما إذا كان التطور المشترك البدائي الذي شوهد في هذا الكائن هو صورة دقيقة للكون العام في ذلك الوقت أم لا.'

تم نشر البحث في مجلة الفيزياء الفلكية .

من نحن

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