الثقوب السوداء متجولون رُحل في الكون

يعتقد علماء الكون أن الثقوب السوداء الفائقة الكتلة (SMBH) تسكن كل المجرات في الكون ــ أو على الأقل أغلبها. الصورة: National Geographic

الثقوب السوداء متجولون رُحل في الكون

يعتقد علماء الفلك أن SMBHs تنمو عن طريق تراكم النجوم والغاز والغبار، والاندماج مع الثقوب السوداء الأخرى.

26 أغسطس 2021

تميل الثقوب السوداء الهائلة إلى الاستقرار، بشكل أو بآخر في مراكز المجرات. لكن ليست كل هذه الأجسام الكونية الرائعة باقية في مكانها؛ قد يكون بعضها منحرفًا، متذبذبًا حول المجرات مثل الرحل الكونيين.

يُطلق العلماء على مثل هذه الثقوب السوداء اسم "المتجولون"، لأنه من الصعب (ولكن ليس من المستحيل) مراقبتها وبالتالي تحديد عددها. لكن مجموعة جديدة من عمليات المحاكاة سمحت لفريق من العلماء بتحديد عدد المتجولين وأماكن تواجدهم. قد يكون لهذا آثار مهمة على فهمنا لكيفية تشكل الثقوب السوداء الهائلة - وحوش كتلة شمسنا بملايين إلى بلايين المرات – وهي تنمو إذ أن هذه العملية يكتنفها الغموض.

يعتقد علماء الكون أن الثقوب السوداء الفائقة الكتلة (SMBH) تسكن كل المجرات في الكون ــ أو على الأقل أغلبها. وكتلة هذه الأجسام عادة ما تكون متناسبة تقريبًا مع كتلة الثقب المجري المركزي حولها، ما يشير إلى أن تطور الثقب الأسود ومجرته مرتبطة بطريقة ما.

إن مسارات تكوين الثقوب السوداء الهائلة غير واضحة. نحن نعلم أن الثقوب السوداء ذات الكتلة النجمية تتشكل من الانهيار الأساسي للنجوم الضخمة، لكن هذه الآلية لا تعمل مع الثقوب السوداء التي تزيد كتلتها عن 55 ضعف كتلة الشمس.

يعتقد علماء الفلك أن SMBHs تنمو عن طريق تراكم النجوم والغاز والغبار، والاندماج مع الثقوب السوداء الأخرى (ثقوب مكتنزة جدًا في نوى المجرات الأخرى عندما تصطدم تلك المجرات). لكن المقاييس الزمنية الكونية مختلفة تمامًا عن المقاييس الزمنية البشرية، ويمكن أن تستغرق عملية اصطدام مجرتين وقتًا طويلاً جدًا. هذا يجعل النافذة المحتملة للاندماج كبيرة جدًا، ويمكن أن تتأخر العملية أو حتى تمنعها تمامًا، ما يؤدي إلى تجول الثقب الأسود.

استخدم فريق من علماء الفلك بقيادة "أنجيلو ريكارتي" من مركز هارفارد وسميثسونيان للفيزياء الفلكية محاكاة "رومولوس" الكونية لتقدير عدد المرات التي كان يجب أن يحدث فيها هذا في الماضي، وعدد الثقوب السوداء التي لا تزال تتجول حتى اليوم.

تتبع هذه المحاكاة بشكل ذاتي التطور المداري لأزواج من الثقوب السوداء الهائلة، ما يعني أنها قادرة على التنبؤ بالثقوب السوداء التي من المحتمل أن تصل إلى مركز موطنها المجري الجديد، والمدة التي تستغرقها هذه العملية - أيضًا كم عدد الذين لم يصلوا إلى هناك أبدًا؟.

وفق الباحثون فإن هذه المحاكاة تتوقع أن العديد من الثنائيات فائقة الكتلة للثقوب السوداء تتشكل بعد عدة بلايين من السنين من التطور المداري، في حين أن بعض الثقوب السوداء الصغيرة لن تصل إلى المركز أبدًا.

ونتيجة لذلك، وُجد أن مجرات مجرة ​​درب التبانة في "رومولوس" تستضيف ما متوسطه 12 ثقبًا أسود فائقة الكتلة، والذي يتجول عادة في الهالة بعيدًا عن مركز المجرة.

في بدايات الكون، قبل نحو ملياري سنة بعد الانفجار العظيم وجد الفريق أن التجوال يفوق عدد الثقوب السوداء الهائلة في نوى المجرة ويتفوق عليها. هذا يعني أنها ستنتج معظم الضوء الذي نتوقع رؤيته يتلألأ من المواد حول SMBHs النشطة، ويتوهج بشكل ساطع أثناء دورانه وتراكمه على الثقب الأسود.

وفقًا لعملية المحاكاة فإنه من المفترض أن يظل بعض المتجولين موجودين حتى اليوم في الكون المحلي. يقول الباحثون: "وجدنا أن عدد الثقوب السوداء المتجولة يتناسب تقريبًا مع كتلة الهالة، بحيث نتوقع آلاف الثقوب السوداء المتجولة في هالات عنقود المجرات". محليًا يمثل هؤلاء المتجولون نحو 10٪ من كتلة الثقوب السوداء.

قد لا تكون هذه الثقوب السوداء نشطة بالضرورة، وبالتالي سيكون من الصعب جدًا اكتشافها. في ورقة قادمة، سيستكشف الفريق بالتفصيل الطرق الممكنة التي يمكننا من خلالها مراقبة هؤلاء المتجولين الضائعين.

المصدر: sciencealert

استكشاف

منحوتات جمال في السعودية عمرها 8000 عام

منحوتات جمال في السعودية عمرها 8000 عام

عثر علماء على في عام 2018  علماء على نقوش لجمال وأحصنة برية بالحجم الطبيعية في الجوف شمال غرب السعودية.

كيف نجت الثعابين من انقراض الكويكب الضخم؟

استكشاف

كيف نجت الثعابين من انقراض الكويكب الضخم؟

قدرة الثعابين على الاحتماء تحت الأرض والذهاب لفترات طويلة دون غذاء ساعدها على النجاة من الآثار المدمرة للكويكب.

اكتشاف عملاق غريب عاش قبل 500 مليون سنة

استكشاف

اكتشاف عملاق غريب عاش قبل 500 مليون سنة

ينتمي تيتانوكوريس إلى مجموعة منقرضة من شعاعيات الأسنان ذات أفواه مخروطية الشكل، مبطنة الأسنان ولديها سلسلة من اللوحات الخيشومية على طول أجسامها.