ثقب أسود في مجرة ​​بعيدة يتوهج بشكل غير متوقع

نقطة برتقالية وامضة مع رسم بياني بمسامير متباعدة بشكل متساوٍ.

منظر بالأشعة السينية للثقب الأسود النشط في قلب المجرة البعيدة GSN 069 ، حوالي 250 مليونسنوات ضوئيةبعيدا. يُظهر الجزء العلوي من الرسوم المتحركة ملاحظات من تلسكوب الفضاء للأشعة السينية XMM-Newton التابع لوكالة الفضاء الأوروبية. يُظهر الرسم البياني في الجزء السفلي اختلافات في سطوع الأشعة السينية للثقب الأسود بالنسبة لمستواه 'الخامل'.اقرأ المزيد عن هذه الصورة، وهو عبرهذه/ XMM- نيوتن / ج. مينيوتي وم. جوستيني.


قالت وكالة الفضاء الأوروبية في 11 سبتمبر 2019 ، إن تلسكوبها الفضائي للأشعة السينيةXMM- نيوتناكتشف توهجات دورية لم يسبق لها مثيل من الأشعة السينية من ثقب أسود عملاق في مجرة ​​بعيدة. قال هؤلاء العلماء في أبيانأن المشاعل:

… يمكن أن يساعد في تفسير بعض السلوكيات الغامضة للثقوب السوداء النشطة


الثقوب السوداء النشطة هي تلك التي لا تزال تبتلع المواد - النجوم والغاز والغبار - التي توفرها مجراتها الأصلية. نميل إلى رؤية ثقوب سوداء فائقة الكتلة نشطة - مثل تلك التي لوحظت في مجرة ​​معروفة باسم GSN 069 ، تقع على بعد حوالي 250 مليونًا.سنوات ضوئيةبعيدًا - في المجرات البعيدة ، على عكس الثقب الأسود الهائل الأكثر هدوءًا في مركز مجرتنا درب التبانة (على الرغم من أن الثقب الأسود المركزي لمجرة درب التبانة بدا وكأنهالكركرةشيئا مافوقفي وقت سابق من هذا العام). قال علماء الفلك عن التوهجات التي شوهدت قادمة من الثقب الأسود المركزي في GSN 069:

في 24 ديسمبر 2018 ، شوهد المصدر وهو يزيد سطوعه فجأة بما يصل إلى 100 عامل ، ثم يتراجع إلى مستوياته الطبيعية في غضون ساعة واحدة ويضيء مرة أخرى بعد تسع ساعات.

جيوفاني مينيوتي، من Centro de Astrobiología في مدريد ، إسبانيا ، وهو المؤلف الرئيسي لورقة بحثية جديدةنشرت11 سبتمبر فيمراجعة الأقرانمجلةطبيعة سجية. هو قال:

كان الأمر غير متوقع على الإطلاق. تومض الثقوب السوداء العملاقة بانتظام مثل الشمعة ، لكن التغييرات السريعة والمتكررة التي شوهدت في GSN 069 من ديسمبر فصاعدًا هي شيء جديد تمامًا.




بعد أن انتشر الخبر عن اشتعال هذا الثقب الأسود ، تم تدوير تلسكوبات أخرى في اتجاهه. أجرى XMM-Newton ملاحظات متابعة في الشهرين التاليين ، كما فعل مرصد Chandra X-ray التابع لناسا. أكدت هذه التلسكوبات:

... أن الثقب الأسود البعيد كان لا يزال يحافظ على وتيرته ، ويطلق رشقات دورية تقريبًا من الأشعة السينية كل تسع ساعات.

يطلق الباحثون على الظاهرة الجديدة اسم 'الانفجارات شبه الدورية' أو QPEs.

يظهر حقل النجمة بإطار داخلي يظهر بشكل متكرر ويختفي النقطة البرتقالية.

عرض بصري وأشعة سينية للمجرة النشطة GSN 069.المزيد عن هذه الصورة. صورة عبرهذه.


ربما سمعت أن الثقوب السوداء سوداء لأنه لا يمكن للضوء الهروب منها. إذن ما هو عمل الاشتعال؟ التوهجات قادمة من عمليةالتراكم. يحدث فقطقبليسقط الغاز أو الغبار أو الحطام النجمي بعد نقطة اللاعودة ، والمعروفة باسمأفق الحدث. قبل هذا الانغماس النهائي في أفق الحدث ، تشكل المادة حلقة مسطحة من مادة الغزل ، والمعروفة باسمقرص التراكم. أوضح مينيوتي أن مشاعل الأشعة السينية:

... تأتي من مادة تتراكم في الثقب الأسود وتسخن في هذه العملية.

هناك آليات مختلفة في قرص التراكم يمكن أن تؤدي إلى هذا النوع من الإشارات شبه الدورية ، والتي من المحتمل أن تكون مرتبطة بعدم الاستقرار في تدفق التراكم بالقرب من الثقب الأسود المركزي.

بدلاً من ذلك ، يمكن أن تكون الانفجارات ناتجة عن تفاعل مادة القرص مع جسم ثانٍ - ثقب أسود آخر أو ربما بقايا نجم تم تعطيله سابقًا بواسطة الثقب الأسود.


قال جيوفاني وزملاؤه إنه - على الرغم من عدم ملاحظة أحد لهذه الظاهرة من قبل - فإن التوهجات الدورية مثل تلك التي شوهدت للتو قد تكون شائعة في الكون. وأوضح بيانهم:

من المحتمل أن هذه الظاهرة لم يتم التعرف عليها من قبل لأن معظم الثقوب السوداء الموجودة في نوى المجرات البعيدة ، والتي تزن ملايين إلى مليارات المرات كتلة شمسنا ، أكبر بكثير من تلك الموجودة في GSN 069 ، والتي تبلغ حوالي 400000 فقط. مرات أكبر من شمسنا.

كلما كان الثقب الأسود أكبر وأضخم ، كانت تقلبات السطوع التي يمكن أن تعرضها أبطأ ، لذلك لن ينفجر ثقب أسود نموذجي فائق الكتلة كل تسع ساعات ، ولكن كل بضعة أشهر أو سنوات. هذا من شأنه أن يجعل الاكتشاف غير مرجح لأن الملاحظات نادرًا ما تمتد مثل هذه الفترات الطويلة من الوقت.

قالوا إن الانفجارات شبه الدورية مثل تلك الموجودة في GSN 069 يمكن أن توفر إطارًا طبيعيًا لتفسير بعض الأنماط المحيرة التي لوحظت في جزء كبير من الثقوب السوداء النشطة ، والتي يبدو أن سطوعها يتغير بسرعة كبيرة بحيث لا يمكن تفسيرها بسهولة من خلال النماذج النظرية الحالية. قال مينيوتي:

نحن نعرف العديد من الثقوب السوداء الضخمة التي يرتفع سطوعها أو يتلاشى بسبب عوامل كبيرة جدًا في غضون أيام أو أشهر ، بينما نتوقع اختلافها بوتيرة أبطأ بكثير.

ولكن إذا كان بعض هذا التباين يتوافق مع مراحل صعود أو تحلل الثورات البركانية المشابهة لتلك المكتشفة في GSN 069 ، فمن الطبيعي أن يتم حساب التباين السريع لهذه الأنظمة ، والذي يبدو غير ممكن حاليًا.

ستحدد البيانات الجديدة والدراسات الإضافية ما إذا كان هذا التشبيه صحيحًا حقًا.

ثلاثة رسوم بيانية ذات ارتفاعات متباعدة بشكل متساوٍ مع دورية أقل من يوم واحد.

مشاعل الأشعة السينية من المجرة النشطة GSN 069.المزيد عن هذه الصورة. صورة عبرESA / XMM- نيوتن ؛ ناسا / CXC ؛ مينيوتي (CAB ، CSIC-INTA ، إسبانيا).

يمكن للانفجارات شبه الدورية التي تم رصدها في GSN 069 أن تفسر أيضًا الخصائص الأخرى المثيرة للاهتمام التي لوحظت في انبعاث الأشعة السينية من جميع الثقوب السوداء الفائقة الساطعة والمتراكمة تقريبًا ،والتي يمكنك أن تقرأ عنها في ESA Space News.

في الوقت الحالي ، يحاول فريق علماء الفلك هذا تنظيم دراساتهم للمجرة البعيدة GSN 069 ؛ على سبيل المثال ، يحاولون تحديد الخصائص المميزة لهذه المجرة في الوقت الذي تم فيه اكتشاف الانفجارات الدورية لأول مرة.نوربرت شارتيلقال عالم مشروع XMM-Newton في ESA:

يعتبر GSN 069 مصدرًا رائعًا للغاية ، مع إمكانية أن يصبح مرجعًا في مجال تراكم الثقب الأسود.

وقالوا إن معرفة ما الذي يبحثون عنه سيساعدهم أيضًا على استخدام تلسكوبات الأشعة السينية بشكل أكثر كفاءة مثل XMM-Newton و Chandra للبحث عن المزيد من الانفجارات شبه الدورية من الثقوب السوداء الهائلة الأخرى في المجرات البعيدة الأخرى.مارغريتا جوستينيمن Centro de Astrobiología في مدريد - مؤلف مشارك في الدراسة - قال أن الهدف هو:

... لمزيد من فهم الأصل المادي لهذه الظاهرة الجديدة.

الخلاصة: في أواخر عام 2018 ، شوهد الثقب الأسود الهائل في المجرة GSN 069 - على بعد حوالي 250 مليون سنة ضوئية - زاد من سطوعه فجأة بما يصل إلى 100 ، ثم عاد إلى مستوياته الطبيعية في غضون ساعة واحدة ، ثم تضيء مرة أخرى بعد تسع ساعات. منذ ذلك الحين ، استمرت هذه التوهجات شبه الدورية. يريد العلماء معرفة سببها.

المصدر: ثورات بركانية شبه دورية بالأشعة السينية لمدة تسع ساعات من نواة مجرة ​​للثقب الأسود منخفض الكتلة

عبر ESA