ولائم مستمرة لثقب أسود غير عادي.. يأكل بما يزيد على 40 ضعفا

تمكّن فريق من علماء الفلك بقيادة هيون سو من مرصد الجوزاء الدولي بأمريكا، من اكتشاف ثقب أسود فائق الكتلة، يُعرف باسم ( LID-568)، ينمو بسرعة هائلة بعد حوالي 1.5 مليار سنة فقط من الانفجار العظيم.

وتم اكتشاف هذا الثقب باستخدام تلسكوب جيمس ويب الفضائي، ويوفر هذا الاكتشاف رؤى جديدة حول كيفية تشكل هذه الأجسام الضخمة ونموها في بدايات الكون.

وتوجد الثقوب السوداء الفائقة الكتلة في مراكز معظم المجرات، بما في ذلك مجرتنا، وتتميز بكتلها الهائلة التي تعادل ملايين إلى مليارات أضعاف كتلة الشمس، لكن العلماء لطالما تساءلوا عن كيفية تشكل هذه الثقوب السوداء ونموها بسرعة كبيرة في المراحل المبكرة من تطور الكون.

ويقدم اكتشاف (LID-568) وهو ثقب أسود منخفض الكتلة يلتهم المادة بمعدل أعلى بـ40 مرة من المتوقع، أدلة جديدة حول هذا اللغز الكوني.

وتم اكتشاف الثقب الأسود في عينة من المجرات تم تحديدها من خلال دراسة “COSMOS” التي ينفذها مرصد تشاندرا للأشعة السينية، وهذه المجرات تطلق أشعة سينية شديدة، ولكنها غير مرئية في الضوء البصري والأشعة تحت الحمراء القريبة، مما يجعل من الصعب دراستها.

وسمحت القدرات الفريدة لتلسكوب جيمس ويب في رصد الأشعة تحت الحمراء بتحديد ومراقبة الانبعاثات الخافتة للثقب وكشف سلوكه غير العادي.

تقنيات رصد مبتكرة

وللحصول على تفاصيل الثقب الأسود LID-568، استخدم فريق هيون سو المطياف الحقلي المتكامل الموجود في تلسكوب جيمس ويب، وهو أداة متطورة قادرة على جمع طيف لكل بكسل في مجال الرؤية.

وسمحت هذه التقنية المبتكرة لعلماء الفلك بتجاوز التحدي المتمثل في تحديد الموقع الدقيق للثقب، ومع مجال الرؤية الكامل لجيمس ويب، اكتشف الفريق تدفقات غازية قوية من مركز الثقب الأسود.

وتشير هذه التدفقات إلى أن نموا ربما حدث خلال فترة قصيرة من التراكم السريع للمادة، حيث تغذى الثقب الأسود على المادة المحيطة بمعدل غير عادي.

وتوضح ملاحظات الفريق أن الثقب ربما اكتسب جزءا كبيرا من كتلته خلال هذه الفترة القصيرة من النشاط.

تجاوز حد إيدنجتون

الجانب الأكثر إثارة للدهشة في هذا الاكتشاف هو أن الثقب يلتهم المادة بمعدل أعلى بـ40 مرة من حد إيدنجتون.

وحد إيدنجتون هو الحدود النظرية التي تحدد التوازن بين قوة الجاذبية الداخلية للثقب الأسود والضغط الخارجي الناتج عن الطاقة التي يطلقها أثناء تغذيته على المادة المحيطة.

و عندما يتجاوز الثقب الأسود هذا الحد، من المفترض أن يصبح غير مستقر، ومع ذلك، فإن النمو السريع للثقب إلى أن التدفقات الغازية القوية قد تكون بمثابة صمام تحرير للطاقة الزائدة، مما يحافظ على استقرار النظام.

وتقول جوليا شارفاختر، المؤلفة المشاركة وعالمة الفلك في مرصد الجوزاء الدولي “هذا الثقب الأسود في حالة ولائم ضخمة، وهذا المثال المتطرف يُظهر أن هناك آلية تغذية سريعة فوق حد إيدنجتون، وهو أحد التفسيرات المحتملة لسبب رؤية هذه الثقوب السوداء الثقيلة في وقت مبكر جدا من تاريخ الكون”.

تطلعات مستقبلية

ويخطط الفريق لإجراء ملاحظات متابعة باستخدام تلسكوب جيمس ويب لفهم الآليات التي تحرك النمو السريع للثقب بشكل أفضل.

وهذه النتائج لا تقدم فقط فهما جديدا لتكوين الثقوب السوداء في بدايات الكون، بل تفتح أيضا الباب أمام دراسات مستقبلية حول كيفية تجاوز الثقوب السوداء لحدود إيدنجتون.