العلماء يشاهدون الثقب الأسود يخلق رياحًا قريبة من السرعة الخفيفة في ساعات

توهج قصير للأشعة السينية من جسم فائق الكتلة الثقب الأسود ولدت رياحًا فائقة السرعة في أقل من يوم واحد. ويربط هذا الاكتشاف بين نشاط الثقب الأسود والانفجارات المغناطيسية الشبيهة بالطاقة الشمسية ويلقي الضوء على تطور المجرة.

استخدمت مجموعة دولية من العلماء وكالة الفضاء الأوروبيةXMM-Newton وXRISM، وهي مهمة تقودها JAXA بمشاركة وكالة الفضاء الأوروبية، لاكتشاف وتحليل انفجار غير مسبوق من ثقب أسود هائل. ولَّد هذا الجسم الضخم رياحًا شديدة قذفت المواد إلى الخارج بسرعة تقارب 60 ألف كيلومتر في الثانية. الائتمان: وكالة الفضاء الأوروبية (ESA)

الرائدة التلسكوبات الفضائية الأشعة السينية XMM-نيوتن و XRISM لقد سجلوا الآن هذا الانفجار الرائع بالتفصيل. وفي غضون ساعات قليلة فقط، أنتج الثقب الأسود رياحًا قوية دفعت الغاز والغبار إلى الفضاء بسرعات مذهلة بلغت 60 ألف كيلومتر في الثانية (135 مليون ميل في الساعة).

ويقع الثقب الأسود الهائل داخل مجرة ​​NGC 3783، وهي مجرة ​​حلزونية مذهلة تم تصويره مؤخرًا بواسطة تلسكوب هابل الفضائي. ولاحظ علماء الفلك وميضًا مفاجئًا من ضوء الأشعة السينية ينطلق من الثقب الأسود، ثم يتلاشى بسرعة. ومع خفوت الشعلة، ظهرت رياح سريعة للغاية، تتسارع نحو الخارج بسرعة تقارب خمس سرعة الضوء.

يقول الباحث الرئيسي ليي جو في منظمة أبحاث الفضاء الهولندية (SRON): “لم نشاهد ثقبًا أسودًا يُحدث رياحًا بهذه السرعة من قبل”. “للمرة الأولى، رأينا كيف يؤدي انفجار سريع لضوء الأشعة السينية من ثقب أسود إلى إطلاق رياح فائقة السرعة على الفور، حيث تتشكل هذه الرياح في يوم واحد فقط.”

داخل قلب NGC 3783

ولفحص NGC 3783 وثقبها الأسود المركزي، استخدم غو وفريقه XMM-Newton ومهمة التصوير والتحليل الطيفي بالأشعة السينية (XRISM)، وهي مهمة تقودها وكالة استكشاف الفضاء اليابانية بالتعاون مع وكالة الفضاء الأوروبية ووكالة الفضاء الأوروبية. ناسا مشاركة.

يحتوي الثقب الأسود على حوالي 30 مليون مرة كتلة الشمس. وبينما تسحب المواد المحيطة بها، فإنها تضيء منطقة نشطة للغاية في قلب المجرة تُعرف باسم نواة المجرة النشطة (AGN). تتألق النوى المجرية النشطة بشكل ساطع عبر العديد من الأطوال الموجية ويمكن أن تنتج نفاثات ورياحًا قوية تمتد بعيدًا في الفضاء.

يضيف ماتيو جوينازي Matteo Guainazzi، عالم مشروع XRISM في وكالة الفضاء الأوروبية والمؤلف المشارك لهذا الاكتشاف: “إن المجرات المجرية النشطة هي مناطق رائعة ومكثفة حقًا، وأهداف رئيسية لكل من XMM-Newton وXRISM”.

“يبدو أن الرياح المحيطة بهذا الثقب الأسود قد تم إنشاؤها عندما أصبح المجال المغناطيسي المتشابك لـ AGN فجأة “غير ملتوي” – على غرار التوهجات التي تندلع من الشمس، ولكن على نطاق أكبر من أن نتخيله تقريبًا.”

رياح الثقب الأسود التي تعكس صدى الانفجارات الشمسية

تشبه الرياح النشطة الانبعاثات الكتلية الإكليلية من الشمس، وهي انفجارات هائلة من المواد شديدة السخونة التي تتدفق إلى الفضاء أثناء النشاط الشمسي الكبير. تشير هذه المقارنة إلى أن الثقوب السوداء فائقة الكتلة يمكن أن تتصرف أحيانًا بطرق توازي الانفجارات المغناطيسية للشمس، مما يجعلها تبدو مألوفة قليلاً أكثر من المتوقع.

حدث مثال حديث في 11 نوفمبر، عندما حدث هجوم قوي التوهج الشمسي وأعقب ذلك طرد جماعي الإكليلي. انطلقت الرياح الشمسية المرتبطة بها إلى الخارج بسرعات أولية تبلغ 1500 كيلومتر في الثانية (3.4 مليون ميل في الساعة).

يضيف كاميل دييز، عضو الفريق وزميل أبحاث وكالة الفضاء الأوروبية: “تلعب المجرات النشطة العاصفة أيضًا دورًا كبيرًا في كيفية تطور المجرات المضيفة لها بمرور الوقت، وكيفية تشكيل نجوم جديدة”.

“ولأنها مؤثرة جدًا، فإن معرفة المزيد عن مغناطيسية النوى المجرية النشطة، وكيف تثير رياحًا كهذه، هو المفتاح لفهم تاريخ المجرات في جميع أنحاء الكون”.

مهمتان تكشفان عن حدث كوني سريع الحركة

أمضى XMM-Newton أكثر من 25 عامًا في دراسة الأجسام الأكثر سخونة والأكثر تطرفًا في الكون. يركز XRISM، الذي تم إطلاقه في سبتمبر 2023، على كشف كيفية تداول المادة والطاقة عبر الفضاء.

ومن خلال العمل معًا، التقطت هذه التلسكوبات هذا التوهج الرائع للثقب الأسود والرياح التي أعقبته. راقبت XMM-Newton كيفية تغير التوهج مع مرور الوقت باستخدام مراقبها البصري وقياس انتشار الرياح باستخدام كاميرا تصوير الفوتون الأوروبية (EPIC). اكتشف XRISM التوهج والرياح باستخدام أداة Resolve الخاصة به، والتي فحصت سرعتها وبنيتها والآليات التي دفعتها.

يقول إريك كولكرز، عالم مشروع XMM-Newton التابع لوكالة الفضاء الأوروبية: “إن اكتشافهم ينبع من التعاون الناجح، وهو شيء يعد جزءًا أساسيًا من جميع مهام وكالة الفضاء الأوروبية”.

“من خلال التركيز على ثقب أسود نشط فائق الكتلة، اكتشف التلسكوبان شيئًا لم نره من قبل: رياح سريعة وفائقة السرعة ومحفزة للاشتعال تذكرنا بتلك التي تتشكل عند الشمس. ومن المثير أن هذا يشير إلى أن فيزياء الطاقة الشمسية والطاقة العالية قد تعمل بطرق مألوفة بشكل مدهش في جميع أنحاء الكون.”

المرجع: “الخوض في أعماق NGC 3783 باستخدام Xrism – III. ولادة تدفق فائق السرعة أثناء التوهج الناعم” بقلم Liyu Gu، Keigo Fukukura، Jelle Kastrart، Megan Ecktart، Ralf Baalhausen، Ehud Behar، Camilille Diez، Matteo Gunazz، Timothy Kallman، Erin Kara، Chen Li Li، Missagh Mehdipour، Misumaki. ميزوموتو، شوجي أوجاوا، كريست باناجيوتو، ماتيلدا سينيوريني، أتسوشي تانيموتو، كيكين تشاو، هيرومي نودا، جون ميلر وساتوشي يامادا، 9 ديسمبر 2025، علم الفلك والفيزياء الفلكية.
دوى: 10.1051/0004-6361/202557189

لا تفوت أي اختراق: انضم إلى النشرة الإخبارية SciTechDaily.
تابعونا على جوجل و أخبار جوجل.