تشير الملاحظات الجديدة إلى أن العلاقة بين الضوء المنبعث من النجوم الزائفة قد تغيرت مع مرور الوقت الكوني، مما يشير إلى أن البنية المحيطة بالثقوب السوداء فائقة الكتلة قد لا تكون عالمية كما كان يُعتقد سابقًا.

كشف علماء فلك من جميع أنحاء العالم عن أدلة قوية تشير إلى أن المواد المحيطة بالثقوب السوداء الهائلة لم تظل كما هي طوال تاريخ الكون.

وفي حالة تأكيدها، فإن نتائج دراسة أجراها المرصد الوطني في أثينا ونشرت في الإشعارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية يمكن أن يقلب الافتراض الرئيسي الذي تشكل الثقب الأسود الأبحاث منذ ما يقرب من خمسين عاما.

الكوازارات، التي تم التعرف عليها لأول مرة في ستينيات القرن العشرين، تُصنف من بين أكثر الأجسام سطوعًا التي تم رصدها على الإطلاق. يأتي سطوعها الاستثنائي من الثقوب السوداء الهائلة التي تجذب المادة القريبة من خلال قوى الجاذبية الشديدة. وعندما تسقط هذه المادة إلى الداخل، فإنها تشكل قرصًا سريع الدوران يغذي الثقب الأسود في النهاية.

يسخن القرص إلى درجات حرارة قصوى حيث تصطدم الجزيئات وتحتك ببعضها البعض أثناء دورانها حول الثقب الأسود. تطلق هذه العملية كمية مذهلة من الطاقة، وتنتج ما يتراوح بين 100 إلى 1000 مرة من الضوء أكثر من مجرة ​​بأكملها تتكون من حوالي 100 مليار نجم. إن الأشعة فوق البنفسجية الناتجة قوية جدًا لدرجة أن التلسكوبات يمكنها اكتشاف الكوازارات عبر مسافات هائلة، حتى بالقرب من أبعد حدود الكون المرئي.

من الأشعة فوق البنفسجية إلى الأشعة السينية: اتصال طويل الأمد

يُعتقد أيضًا أن الضوء فوق البنفسجي للقرص هو الوقود لضوء الأشعة السينية الأكثر نشاطًا الذي تنتجه الكوازارات: حيث تعترض أشعة الضوء فوق البنفسجية أثناء انتقالها عبر الفضاء سحبًا من جزيئات نشطة للغاية قريبة جدًا من الثقب الأسود، وهو هيكل يُعرف أيضًا باسم “الإكليل”.

عندما ترتد هذه الجسيمات النشطة، يتم تعزيز الطاقة للأشعة فوق البنفسجية وتوليد ضوء أشعة سينية مكثف يمكن لأجهزة الكشف لدينا اكتشافه أيضًا.

نظرًا لتاريخها المشترك، فإن انبعاثات الأشعة السينية والأشعة فوق البنفسجية من الكوازارات مرتبطة ارتباطًا وثيقًا، فالضوء فوق البنفسجي الأكثر سطوعًا يعني عادة كثافة أقوى للأشعة السينية. يوفر هذا الارتباط، الذي تم اكتشافه منذ ما يقرب من 50 عامًا، رؤى أساسية حول الهندسة والظروف الفيزيائية للمادة القريبة من الثقوب السوداء فائقة الكتلة، وكان محور الأبحاث المكثفة لعقود من الزمن.

يضيف البحث الأخير تطورًا جديدًا للدراسات السابقة من خلال تحدي عالمية الارتباط، وهو افتراض أساسي يشير ضمنًا إلى أن بنية المادة حول الثقوب السوداء متشابهة في جميع أنحاء الكون.

ويظهر أنه عندما كان الكون أصغر سنا – حوالي نصف عمره الحالي – كانت العلاقة بين الأشعة السينية والضوء فوق البنفسجي للكوازارات مختلفة بشكل كبير عن تلك التي لوحظت في الكون القريب. ويشير هذا الاكتشاف إلى أن العمليات الفيزيائية التي تربط القرص التراكمي والإكليل حول الثقوب السوداء الهائلة ربما تكون قد تغيرت على مدى 6.5 مليار سنة الماضية من التاريخ الكوني.

وقال الدكتور أنتونيس جورجاكاكيس، أحد مؤلفي الدراسة: “إن تأكيد وجود علاقة غير عالمية بين الأشعة السينية والأشعة فوق البنفسجية مع الزمن الكوني أمر مفاجئ للغاية ويتحدى فهمنا لكيفية نمو وإشعاع الثقوب السوداء الهائلة”.

“لقد اختبرنا النتيجة باستخدام أساليب مختلفة، ولكن يبدو أنها مستمرة.”

بيانات غير مسبوقة ونهج منهجي جديد

تجمع الدراسة بين ملاحظات الأشعة السينية الجديدة من تلسكوب الأشعة السينية eROSITA والبيانات الأرشيفية من تلسكوب الأشعة السينية XMM-نيوتن مرصد الأشعة السينية وكالة الفضاء الأوروبية لاستكشاف العلاقة بين الأشعة السينية وشدة الضوء فوق البنفسجي لعينة كبيرة غير مسبوقة من الكوازارات. أثبتت التغطية الواسعة والموحدة للأشعة السينية لمركبة eROSITA الجديدة أنها حاسمة، مما مكن الفريق من الدراسة كوازار السكان على نطاق لم يسبق له مثيل.

إن عالمية العلاقة بين الأشعة فوق البنفسجية والأشعة السينية تدعم بعض الأساليب التي تستخدم النجوم الزائفة باعتبارها “شموعًا قياسية” لقياس هندسة الكون، وفي نهاية المطاف استكشاف طبيعة المادة المظلمة والطاقة المظلمة. تسلط هذه النتيجة الجديدة الضوء على ضرورة توخي الحذر، مما يدل على أن افتراض عدم تغير بنية الثقب الأسود عبر الزمن الكوني يجب إعادة فحصه بدقة.

وقالت ماريا تشيرا، باحثة ما بعد الدكتوراه من المرصد الوطني في أثينا، وهي المؤلفة الرئيسية للدراسة: “إن التقدم الرئيسي هنا هو منهجي”.

“إن مسح eROSITA واسع النطاق ولكنه سطحي نسبيًا – حيث تم اكتشاف العديد من النجوم الزائفة باستخدام عدد قليل من فوتونات الأشعة السينية. ومن خلال الجمع بين هذه البيانات في إطار إحصائي بايزي قوي، يمكننا اكتشاف الاتجاهات الدقيقة التي قد تظل مخفية لولا ذلك.”

ستسمح المجموعة الكاملة من عمليات مسح eROSITA لجميع السماء قريبًا لعلماء الفلك بسبر أغوار النجوم الزائفة الأكثر خفوتًا والأكثر بعدًا. وسوف تساعد التحليلات المستقبلية التي تستخدم هذه البيانات – إلى جانب الجيل التالي من مسوحات الأشعة السينية والأطوال الموجية المتعددة – في الكشف عما إذا كان التطور المرصود يعكس تغيرًا فيزيائيًا حقيقيًا أو مجرد تأثيرات اختيارية.

ستوفر مثل هذه الدراسات رؤية جديدة حول كيفية قيام الثقوب السوداء فائقة الكتلة بتزويد الأجسام الأكثر سطوعًا في الكون، وكيف تطور سلوكها عبر الزمن الكوني.

المرجع: “إعادة النظر في العلاقة بين الأشعة السينية والأشعة فوق البنفسجية للكوازارات في عصر المسوحات الشاملة للسماء” بقلم ماريا تشيرا وأنطونيس جورجاكيس وأنجيل رويز وشي جيانغ تشينر ويوهانس بوشنر وإيمي إل رانكين وإيلو سالوتو ومامورا ومامورا سالفيان وميمومو وميمارا سالوتو كرومبي، 11 ديسمبر 2025، الإشعارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية.
دوى: 10.1093/mnras/staf1905

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