إذا كان التفكير في الحجم الكبير للأشياء الفلكية يجعلك تشعر بالعقاب والتافه إلى حد ما ، فإن هذا الاكتشاف الجديد سيجعلك تشعر بإيجابية إلى ما لا نهاية.
يكاد يكون من المستحيل تخيل كائن بهذا الحجم: ثقب أسود فائق الكتلة يبلغ حجمه 40 مليار مرة أكبر من شمسنا. ولكن ها هي جالسة في وسط مجرة بيضاوية عملاقة تسمى هولمبرغ 15 إيه. تقع هولمبرغ 15 إيه على بعد حوالي 700 مليون سنة ضوئية ، في وسط مجموعة المجرات Abell 85.
كان هذا العملاق في تقاطع الفلكيين من قبل. في السابق ، كانت كتلتها تُقدَّر بنحو 310 مليار ضعف كتلة الشمس ، وهو حجم لا يمكن تصوره تقريبًا. لكن هذا التقدير استند إلى قياسات غير مباشرة. في هذه الدراسة الجديدة ، تتبع علماء الفلك حركة النجوم حول الثقب الأسود وصنعوا 40 مليار ضعف كتلة الشمس.
نظرًا لأن هذا القياس الجديد يعتمد على الملاحظة المباشرة ، فهو أكثر دقة.
وقد تم تقديم الدراسة التي توضح هذا القياس الجديد إلى مجلة الفيزياء الفلكية ، ولكن لم تتم مراجعة الأقران حتى الآن. عنوانها "ثقب أسود كتلة شمسية 40 مليار في النواة المتطرفة من هولم 15 أ ، المجرة المركزية من أبيل 85."
تعتمد الورقة على ليلتين فقط من الملاحظات باستخدام أداة مستكشف الطيف متعدد الوحدات (MUSE) على التلسكوب الكبير جدًا (VLT) التابع لـ ESO في مرصد بارانال في شمال تشيلي. باستخدام النماذج والملاحظات ، لاحظ فريق علماء الفلك وراء هذا العمل الكينماتيكا النجمية للنجوم التي تدور حول الحفرة. يقولون أن هذا الثقب الأسود يحطم الرقم القياسي. "... إن SMBH في مركز Holm 15A هو أكبر ثقب أسود يتم تحديده ديناميكيًا حتى الآن."
فقط لتوضيح الأمر ، هذه ليست أكبر كتلة SMBH تم العثور عليها على الإطلاق. ينتمي هذا اللقب ، الآن على الأقل ، إلى ثقب أسود فائق الكتلة (UMBH) في مركز TON 618 ، وهو كوازار مضيء للغاية على بعد أكثر من 10 مليار سنة ضوئية. هذا العملاق أكبر بـ 66 مليار مرة من الشمس. ولكن تم قياس UMBH بشكل غير مباشر ، لذلك يمكن مراجعة قياس كتلته.
من الصعب تخيل شيء أكبر بـ 40 مليار مرة من الشمس. لوضعها في المنظور ، تخيل أن SMBH تقع في وسط نظامنا الشمسي ، حيث توجد الشمس. إذا كانت موجودة ، فستمتد إلى بلوتو ، وبعد ذلك.
يبعد بلوتو حوالي 40 وحدة فلكية (AU) عن الشمس. ويمتد حزام كويبر إلى حوالي 50 AU. تقع الشمس فوق الشمس على بعد 123 AU من الشمس. لكن هذا SMBH سيمتد إلى أقصى حد إلى حوالي 790 AU. هذا يقترب من بداية سحابة أورت ، التي تبدأ في مكان ما حوالي 1000 AU.
ليس حجم SMBH فقط هو المثير للإعجاب. وفقًا لطرق أخرى لقياسه ، فهو أكبر من المتوقع. قال المؤلفون في ورقتهم: "إن SMBH of Holm 15A ليس فقط الأكثر ضخامة حتى الآن ، بل هو أيضًا أكبر من المتوقع بأربع إلى تسع مرات بالنظر إلى الكتلة النجمية المنتفخة للمجرة وتشتت السرعة النجمية للمجرة".
ولكن كيف أصبح SMBH كبيرًا جدًا؟
من المحتمل أن تكون قد تشكلت عندما اندمجت مجرتان من النوع المبكر (ETG). في هذه الحالة ، كان لكل من ETGs نوى مستنفدة ، مما يعني عدم وجود العديد من النجوم هناك. من المرجح أن هذا النوع من الاندماج نادر ، وفقًا للمؤلفين ، ويشرح لماذا هذا الوحش رائع جدًا.
من الممكن أيضًا أن يكون SMBH لـ Holm 15A نتيجة اندماج بين أكثر من اثنين من ETGs. "... إذا كان هولم 15 أ قد شهد بعض التطور المبكر المتسارع في الماضي ، فقد يكون من الممكن ألا يكون هناك ثقب أسود ثنائي فقط ، ولكن ربما سيناريو أكثر تعقيدًا مع ثقوب سوداء متعددة."
ينوي فريق الفلكيين مواصلة عملهم. يعتقدون أن تحليلهم التفصيلي يمكن أن يكشف عن مزيد من المعلومات حول تاريخ اندماج المجرات الضخمة ، والثقوب السوداء في مراكزها.
"في الوقت الحالي ، يعد Holm 15A أول مجموعة ETG ضخمة ذات نواة شبه أسية تم التحقيق فيها ديناميكيًا بالتفصيل. النماذج الديناميكية والتحلل الضوئي للمجرات الأخرى المماثلة يمكن أن تساعد في تسليط المزيد من الضوء على الأسئلة المتعلقة بتشكيلها وتطورها. "
من المحتمل أننا سنستمر في العثور على ثقوب سوداء أكبر وأكبر ، وسنحتاج إلى الاستمرار في اختراع أسماء جديدة لفئات الحجم. لقد كانت لدينا ثقوب سوداء ، ثم ثقوب سوداء ضخمة جدًا ، والآن ثقوب سوداء ضخمة جدًا.
يقول بعض علماء الفيزياء الفلكية إنه ربما يكون هناك حد لمقدار الثقب الأسود قبل أن ينهار قرصه من الغاز ويتوقف عن النمو. يبلغ هذا الحد حوالي 50 مليار كتلة شمسية. ولكن إذا تم دمج ثقبين أسودين قد وصلوا بالفعل إلى هذا الحد ، فقد يكون من الممكن وجود UMBH يصل إلى 100 مليار كتلة شمسية.
هذا لا يمكن تصوره. وإذا أمكن دمج ثلاثة ثقوب سوداء ، فماذا يعني ذلك لحدود كتلة الثقب الأسود؟
على أي حال ، هناك الكثير من العمل الذي يتعين القيام به قبل أن نفهم حقًا من أين تأتي هذه الحيوانات الضخمة ومدى قدرتها. اكتشف مرصد LIGO 10 عمليات دمج لأزواج الثقب الأسود اعتبارًا من عام 2018 ، ويقولون إنهم قد يكتشفون في النهاية واحدًا في الأسبوع. لذلك ليس هناك نقص في الفرص لدراستها.
أكثر:
- ورقة بحثية: ثقب أسود ضخم يحتوي على 40 مليارًا في ثقب أساسي من HOLM 15A ، المجرة المركزية لـ ABELL 85
- عالم جديد: يبلغ الحد الأقصى لحجم الثقوب السوداء 50 مليار شمس
- مجلة الفضاء: كما هو متوقع ، فإن LIGO الذي تمت ترقيته حديثًا يبحث عن اندماج ثقب أسود كل أسبوع
- مجلة الفضاء: علماء الفلك يرون أدلة على وجود ثقوب سوداء فائقة الضخامة تتشكل مباشرة في الكون المبكر
- فيديو مجلة الفضاء: الثقوب السوداء الهائلة أم مجراتها؟ الذي جاء أولا؟
