الثقوب السوداء والنجوم O: نظرة على فوضى المجرة!

الثقوب السوداء والنجوم O: نظرة على فوضى المجرة!

في اكتشاف رائع، حدد علماء الفلك مجموعة مخفية مكونة من حوالي عشرة آلاف ثقب أسود صغير حول الثقب الأسود الهائل SgrA* الموجود في مركز مجرتنا، درب التبانة. هذه النتائج، التي نشرها فريق بحثي بقيادة الدكتور ياروسلاف هاس في معهد جامعة بون ، توسيع فهمنا للعمليات الديناميكية التي تحدث في المحيط المباشر لمثل هذه الأجسام الفيزيائية الفلكية المتطرفة.

مباشرة حول SgrA*، الذي يقع على بعد حوالي عُشر سنة ضوئية من النجوم المقيمة من النوع O، توجد نجوم ضخمة تزيد كتلتها عن 20 كتلة شمسية. تعيش هذه النجوم من النوع O حوالي خمسة ملايين سنة فقط، في حين أن النجوم من النوع B، التي تزن كتلًا شمسية قليلة فقط، يمكنها تحقيق عمر أطول بكثير وتوجد بالقرب من SgrA* في فئة عمرية أقل من 50 مليون سنة. ووفقا للباحثين، لم تعد النجوم الأقدم من النوع B مرئية بسبب آلية التل، التي طردتها من المنطقة الوسطى قبل 100 إلى 200 مليون سنة.

ديناميات سكان النجوم

وتوصل الباحثون إلى أن تكوين وتدمير هذه النجوم والمناطق المحيطة بها يتأثر بالاصطدامات مع الثقوب السوداء التي تم تحديدها. تؤدي الاصطدامات بين هذه الثقوب السوداء الأصغر حجمًا ونجوم O إلى تدمير سريع للنجوم O، بينما تتمتع النجوم B بفترة بقاء أطول. ولكن حتى هذه الكائنات لا يمكنها البقاء على قيد الحياة لأكثر من 200 مليون سنة في هذه البيئة الخطرة. تتيح مثل هذه النتائج لعمليات محاكاة حاسوبية جديدة دراسة النظام المعقد للثقوب السوداء والنجوم حول SgrA*، وتوفير رؤى قيمة حول تطور المجموعات النجمية.

إن ظروف بقاء النجوم في هذه المنطقة الديناميكية تسلط الضوء على الحاجة إلى مزيد من البحث. أصبح علماء الفلك الآن يفهمون بشكل أفضل كيفية تغير ملامح كثافة الثقب الأسود مع المسافة من SgrA*. تنتج ملفات الكثافة هذه عن عمليات ديناميكية معقدة تحدث في هذه الظواهر الفيزيائية الفلكية المتطرفة.

تشكيل الثقوب السوداء الهائلة

تعد مسألة كيفية تشكل الثقوب السوداء الهائلة أحد أكبر التحديات في الفيزياء الفلكية الحديثة. عالي عالم الفيزياء هذه الأجسام الضخمة موجودة منذ الأيام الأولى لنشوء الكون. قام فريق دولي من الباحثين بتطوير عمليات محاكاة حاسوبية لإظهار مسار تكوين جديد يمكن أن يتأثر بالإشعاع القادم من مجرة ​​مجاورة. ويمكن لهذا الإشعاع أن يمنع تكوين نجوم جديدة في المجرة، مما يؤدي إلى انهيار مباشر لكميات كبيرة من الغاز في ثقب أسود.

وباستخدام هذه النماذج، يتوقع العلماء أن الثقوب السوداء التي تتراوح كتلتها بين عشرات ومئات الآلاف من كتلة الشمس يمكن أن تتشكل. وفي غضون 100 ألف عام، يمكن لهذه الأجسام الضخمة أن تنمو إلى مليون كتلة شمسية وتصل إلى مليارات الكتلة الشمسية بعد بضع مئات الملايين من السنين. هذا النمو السريع يمكن أن يفسر العدد الكبير من الثقوب السوداء الهائلة التي تم اكتشافها في التاريخ الكوني المبكر.

إن حقيقة أن كل مجرة ​​تقريبًا تستضيف ثقبًا أسودًا مركزيًا تبلغ كتلته كتلة الشمس بملايين إلى مليارات المرات تؤكد أهمية هذا البحث. علماء الفلك الذين اعتقدوا سابقًا أن الثقوب السوداء نمت بشكل مطرد على مدى مليارات السنين، أصبح لديهم الآن وجهات نظر جديدة حول قدرات التكوين في المرحلة المبكرة من الكون.

وتؤدي النتائج المتعلقة بـ«طاحونة النجوم»، وهي الظاهرة التي تقوم فيها الثقوب السوداء بتدمير النجوم من خلال الاصطدامات، إلى طرح أسئلة جديدة مثيرة حول الديناميكيات في مركز درب التبانة. ويأمل المجتمع الفلكي أن توفر الملاحظات المستقبلية، ربما من تلسكوب جيمس ويب الفضائي، رؤى جديدة يمكن أن تدعم هذه النظريات بشكل أكبر.