اكتشف العلماء رياحًا تهب من الثقب الأسود لمجرتنا درب التبانة بعد بحث دام نصف قرن: "ها هي ذي"
اكتشف العلماء رياحًا تهب من الثقب الأسود لمجرتنا درب التبانة بعد بحث دام نصف قرن: "ها هي ذي"
بعد بحث دام خمسين عامًا، اكتشف علماء الفلك أخيرًا أدلة على هبوب رياح قوية من القوس أ* (Sgr A*)، الثقب الأسود فائق الكتلة في قلب مجرتنا. يُمثل هذا الاكتشاف تعميقًا لفهمنا للفيزياء التي تُؤثر على كلٍ من الثقوب السوداء فائقة الكتلة وفي قلب مجرة درب التبانة.
لطالما افترض العلماء أن الثقوب السوداء تنتج طاقة أثناء استهلاكها للمادة، مما يدفع المادة بعيدًا عن محيطها، وهي عملية تُعرف باسم "رياح الثقب الأسود". وينطبق هذا حتى على Sgr A*، الذي يتغذى على الغاز والغبار بكميات ضئيلة للغاية. بالنسبة للإنسان، فإن الكمية المكافئة لذلك تعادل استهلاك حبة أرز واحدة كل مليون سنة.
درب التبانة، مما أدى إلى لغز استمر في علم الفلك لنحو نصف قرن – أي حتى الآن.
قال مارك غورسكي، الباحث بجامعة نورث وسترن والقائد المشارك للفريق، في بيان: "ما لم يكن الثقب الأسود موجودًا في فراغ تام، فلا بد أن يُحدث رياحًا بطريقة ما. ولا يوجد فراغ تام في الكون". وأضاف: "بفضل الملاحظات الجديدة، هذه هي المرة الأولى التي نحصل فيها على رؤية واضحة بما يكفي لرؤية أثر هذه الرياح. لقد نظرنا إلى البيانات وقلنا: ها هي ذي. هذا هو الشيء الذي كان الجميع يبحث عنه طوال خمسين عامًا".
إن رؤية رياح الثقوب السوداء ليست بالأمر الهين.
يدرك العلماء منذ فترة أن الثقوب السوداء التي تتغذى تُطلق تدفقات هائلة من المادة حولها، بما في ذلك النفاثات والرياح. وتنشأ هذه الرياح عندما تتسارع المادة المتساقطة على الثقب الأسود إلى سرعة تقارب سرعة الضوء، مما يُولد ضغطًا يدفع المادة المتساقطة بعيدًا. وقد لوحظ ذلك سابقًا مع الثقوب السوداء التي تتغذى بشراهة، ولكن ليس مع الثقب الأسود Sgr A* الذي يتغذى بشكل محدود. إن استهلاكه المحدود للمادة، بالإضافة إلى كونه محجوبًا بمستوى مجرة درب التبانة من موقعنا، جعلا تتبع هذه الرياح أمرًا صعبًا.
مصفوفة أتاكاما الكبيرة للمليمتر/دون المليمتر (ALMA)، وهي عبارة عن 66 هوائيًا لاسلكيًا تقع في شمال تشيلي. وقد وفرت هذه المصفوفة أوضح صورة حتى الآن للغاز الجزيئي البارد Sgr A*، الذي يبعد حوالي 3 سنوات ضوئية. ومن بين الجوانب التي أذهلت العلماء في هذه الملاحظات وجود تجويف مخروطي الشكل بطول 3 سنوات ضوئية في سحابة الغاز البارد هذه. وقد استنتجوا أن هذا التجويف لا بد أنه قد تشكل بفعل غاز أكثر سخونة في رياح الثقب الأسود التي تجتاح المنطقة، إما دافعةً الغاز البارد أمامها أو مُسخّنةً إياه.
قال غورسكي: "إذا نفخت مادة ساخنة من الثقب الأسود، فلن ترغب في التواجد مع المادة الباردة. إما أن تدفع المادة الباردة للخارج أو تسخنها. وإذا كانت ساخنة جدًا، فلن ترى الغاز البارد بعد ذلك."
المنطقة المحيطة بـ Sgr A* مليئة بالنجوم – والنجوم أيضًا تنفث رياحًا من المواد منها – لكن الفريق يعتقد أن هذه الرياح النجمية لن تحمل طاقة كافية لنحت مثل هذا التجويف الكبير.
تلسكوب تشاندرا الفضائي للأشعة السينية.
قال غورسكي: "الادعاءات الاستثنائية تتطلب أدلة استثنائية. أردنا التأكد من أننا لا ننظر إلى مجرد خلل في التصوير. ثم، تطابقت صورة الأشعة السينية من مرصد تشاندرا تماماً. وتطابقت الخصائص الجزيئية."
وقد دعمت هذه النتائج نتائج ALMA من خلال الكشف عن انبعاثات الأشعة السينية القادمة من موقع التجويف في الغاز البارد.
قالت مورتشيكوفا: "عندما تجد شيئًا لم يره أحد من قبل، فإن أول فكرة تخطر ببالك ليست 'يا إلهي، لقد اكتشفنا شيئًا ما'، بل 'يا إلهي، ما الخطأ في تحليلي؟' ولكن عندما قمنا بدمج صورتنا مع صورة الأشعة السينية، بدأ الأمر يصبح منطقيًا."
رغم أن نتائج الفريق تؤكد أن Sgr A* هادئ للغاية مقارنةً بالثقوب السوداء فائقة الكتلة الموجودة في المناطق الساطعة والمضطربة من المجرات الأخرى المعروفة باسم النوى المجرية النشطة (AGN)، إلا أن رياح هذا الثقب الأسود ليست بالهينة. في الواقع، يعتقد العلماء أنها مستمرة منذ حوالي 20,000 عام.
قالت مورتشيكوفا: "تقضي معظم المجرات الأخرى معظم حياتها في حالة لا تكون فيها نشطة بشكل ملحوظ. لكننا لا نستطيع رؤيتها إلا عندما تكون في مرحلة النشاط المكثف. من الجذاب جدًا دراسة الثقوب السوداء في هذه المرحلة، لكنها ليست حالتها السائدة. أخيرًا، يتيح لنا Sgr A* نافذةً على حياة ثقب أسود في هذه الحالة الهادئة."
نُشر بحث الفريق يوم الخميس (4 يونيو) في مجلة رسائل الفيزياء الفلكية.
