الثقوب السوداء الضخمة و المجرات تتطورا معا

د/إيميلي بالدوين
3 فبراير 2009



باستخدام تلسكوبات أرضية و فضائية ، كشف علماء الفلك عن براهين جديدة تشير
إلى أن معظم المجرات الهائلة في الكون والثقوب السوداء في مراكزها تطورت
معا.


، يقول جون كورميندي من جامعة تكساس في أوستن "نشأت و تطورت علي إيقاع واحد
".


ومن المعروف أن الازدحام السكاني من النجوم -- المجرات -- تنمو لتصبح مدن
كبيرة مترامية الأطراف عن طريق الاصطدام و أحداث الاندماج. أكبر المجرات في
الكون تحتوي على ما يصل الى ألف مليار نجم و تكون المجرات الإهليلجية ذات
الثقوب السوداء ذات الكثافة اللانهائية في مراكزها. وهناك نظرية حالية
تقول أنه عندما تتصادم المجرات ، فإن ثقوبها السوداء في نهاية المطاف تدور
حول بعضها البعض ، محركة المركز المجري بجاذبيتها القوية ، وتقذف النجوم
إلي الخارج في ضواحي المجرة. و بينما يغرق زوج الثقوب السوداء في مركز
بقايا الدمج الجديد ، فإن القلب المجري الضخم يكون قد تخلص من النجوم التي
كانت تقذف بعيدا.


[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]



الصورة لمجرتين إهليجيتين من العمالقة NGC 4621 و NGC 4472 تبدوان
متشابهتين من مسافة كما تبدوان في الصورة علي اليمين و لكن مع التقريب
لهذين المركزين المجريين بمنظار هابل يظهر الفرق

NGC 4621 تظهر لبا لامع بينما NGC 4472 أخفت (أكثر إعتاماً).
مركز المجرة مسكون بعدد أقل من النجوم ،العديد من النجوم تم قذفها إلي خارج
لب المجرة عندما اصطدمت و اندمجت مع مجرة أخري ، ثقبهما الأسودين الضخمين
اتخذ كل منهما مداراً حول الآخر و جذبهما القوي أرسل النجوم إلي خارج لب
المجرة.
الصورة من : NASA/AURA/STScI and Wiki Sky/SDSS




التحق كورميندي بقوات معهد ماكس بلانك الألماني لفيزياء "خارج الأرض" و
مرصد جامعة لودفيج ماكسيميليانس مع رالف بيندر لقياس التعتيم الناتج في قلب
هذه المجرات، فإن ما يسمى ب' عجز ميزانية الضوء'. الأعمال السابقة على
"ضوء العجز" أظهرت أن اكبر المجرات الإهليجية تحتوي علي أضخم الثقوب
السوداء في مراكزها ، والتي تتجاوز كتلتها مليار مرة قدر كتلة الشمس. مع
مثل قوي الجاذبية القوية هذه ، بدا أنه من المنطقي أن تكون هذه الوحوش
ستدفع نجوم المجرة في تجمعات كثيفة صغيرة في المركز، لكن الملاحظات كشفت
عكس ذلك :المجرات الأكبر لها مركز 'زغبي' ، ذو كثافة نجميه منخفضة

بقي علماء الفلك يحكون رؤوسهم يتساءلون لماذا هذه الثقوب السوداء العملاقة
ليست محاطة بتجمعات كثيفة من النجوم و أين ذهبت هذه النجوم المفقودة .
تقول إحدى النظريات الشائعة أن ثنائيات الثقوب السوداء تشكل مقلاع نجوم
جذبي تقذف النجوم إلي خارج مراكز المجرات ، ولكن هذا التفسير لا يزال غير
مؤكد.

وهذا هو الحال ، حتى الآن. باستخدام رؤية المجال الواسع لكاميرا التركيز
الرئيسية في مرصد ماكدونالد ذو المنظار الـ 0.8 متر ، ومنظار هابل الفضائي
،قام كورميندي و بيندر بدراسات تفصيلية لإحدى عشر من هذه المجرات في تجمع
العذراء الكلوستر

استخدمت مناظير أخرى كثيرة لتوصيل البيانات المركزية من هابل بالبيانات
الخارجية الواردة من تلسكوب ماكدونالد ، النتائج ترد في عدد هذا الأسبوع من
مطبوعات صحيفة الفيزياء الفلكية. نتائج 27 مجرة إهليجية في تجمع العذراء
الكلوستر و التي قام بقياسها كورميندي و بيندر ، وزملاؤهم في جامعة تكساس
ديفيد فيشر و مارك كورنيل من المقرر أن تنشر في العدد القادم من السلسلة
الملحقة بمجلة الفيزياء الفلكية.
"يقول كورميندي ملاحظاتنا الجديدة قوية و تصل مباشرة بين الثقوب السوداء و
خصائص مراكز المجرات ، إنها تربط الثقوب السوداء بالتكوين المدهش الزغبي
لمراكز المجرات الإهليلجية العملاقة".


قام علماء الفلك بقياسات دقيقة لعدد من النجوم علي مسافات مختلفة من مركز
المجرة لتحديد لمعانها ، وهو ما مكنهم من حساب ما يسمى ب 'الكتلة النجمية
المفقودة' في مراكز المجرات. ما وجدوه كان علاقة وثيقة بين الكتلة
المفقودة و كتلة الثقوب السوداء المركزية المقاسة و وجد أيضا أن الكتلة
المفقودة تزداد علي نفس الإيقاع في ملكية مجرة أخري و التي يعرف أنها
مرتبطة مباشرة بالثقوب السوداء (أعني سرعة النجوم التي تتحرك بها في المجرة
حيث لا يمكن أن تشعر بجاذبية الثقب الأسود). يقول بيندر"الملاحظات الجديدة
تعطينا دليل أقوي على أن الثقوب السوداء تتحكم في تشكيل المجرات ، على
الأقل مراكزها"



ملاحظات كورميندي و بيندر أخيرا تكشف بصمة دمج أزواج من الثقوب السوداء ،
ويعطي مصداقية لنظرية أن المجرات الأكبر تتكون عندما تتصادم النظم الأصغر ؛
عندها تندمج الثقوب السوداء في المجرات الأصغر، مكونة ثقب أسود واحد ضخم
في مركز المجرة الجامعة. وهكذا فإن الثقب الأسود ينمو بالتالي مع المجرة