تصل أكبر الثقوب السوداء إلى نقطة معينة ، ثم لا تنمو بعد ذلك ، وفقًا لأفضل مسح حتى الآن للثقوب السوداء المصنوعة من مرصد تشاندرا للأشعة السينية التابع لناسا. اكتشف العلماء أيضًا العديد من الثقوب السوداء المخفية سابقًا والتي تكون أقل بكثير من وزنها.
هذه النتائج الجديدة تؤكد العمل النظري الأخير حول كيفية نمو الثقوب والمجرات السوداء. أكبر ثقوب سوداء ، تلك التي لديها ما لا يقل عن 100 مليون مرة كتلة الشمس ، أكلت بشراسة خلال أوائل الكون. نفد جميعهم تقريبًا من "الطعام" قبل مليارات السنين واتباع نظام غذائي جائع قسري.
التركيز على الثقوب السوداء في شمال حقل شاندرا العميق التركيز على الثقوب السوداء في شمال حقل شاندرا العميق
من ناحية أخرى ، اتبعت الثقوب السوداء بين حوالي 10 و 100 مليون كتلة شمسية خطة طعام أكثر تحكمًا. لأنهم أخذوا أجزاء صغيرة من وجباتهم من الغاز والغبار ، استمروا في النمو اليوم.
قالت إيمي بارغر من جامعة ويسكونسن في ماديسون وجامعة هاواي ، المؤلف الرئيسي للورقة التي تصف نتائج العدد الأخير من المجلة الفلكية (فبراير 2005). "نحن نفهم الآن بشكل أفضل من أي وقت مضى كيف تنمو الثقوب السوداء الهائلة".
أحد الوحي هو أن هناك علاقة قوية بين نمو الثقوب السوداء وولادة النجوم. في السابق ، كان علماء الفلك قد أجروا دراسات دقيقة حول معدل ولادة النجوم في المجرات ، لكنهم لم يعرفوا الكثير عن الثقوب السوداء في مراكزهم.
قال بارجر: "هذه المجرات تفقد المواد في الثقوب السوداء المركزية في نفس الوقت الذي تصنع فيه نجومها". لذا فإن أي آلية تحكم تكوين النجوم في المجرات تتحكم أيضًا في نمو الثقب الأسود.
قام الفلكيون بإجراء إحصاء دقيق لكل من أكبر الثقوب السوداء النشطة في المسافة ، والأصغر والأكثر هدوءًا نسبيًا. الآن ، ولأول مرة ، تم حساب ما بينهما بشكل صحيح.
نمو أكبر ثقوب سوداء مصورة نمو أكبر ثقوب سوداء مصورة
ريتشارد موشوتزكي المؤلف المشارك في مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لوكالة ناسا في جرينبيلت ، ماريلاند: "نحتاج أن نحصل على عدد دقيق للرأس مع مرور الوقت من جميع الثقوب السوداء المتنامية إذا كنا نأمل أن نفهم عاداتهم ، إذا جاز التعبير".
الثقوب السوداء الهائلة نفسها غير مرئية ، لكن الغاز الساخن الذي يحيط بها - وبعضها سيسقط في النهاية في الثقب الأسود - ينتج كميات وفيرة من الإشعاع في مراكز المجرات مع نمو الثقوب السوداء.
اعتمدت هذه الدراسة على أعمق صور الأشعة السينية التي تم الحصول عليها على الإطلاق ، وهي Chandra Deep Fields North and South ، بالإضافة إلى مسح رئيسي أوسع لمنطقة تسمى "Lockman Hole". تم تحديد المسافات إلى مصادر الأشعة السينية من خلال المتابعة الطيفية البصرية في تلسكوب كيك 10 أمتار على ماونا كيا في هاواي ، وتبين أن الثقوب السوداء تتراوح بين أقل من مليار إلى 12 مليار سنة ضوئية.
نظرًا لأن الأشعة السينية يمكن أن تخترق الغاز والغبار الذي يمنع الانبعاث الضوئي والأشعة فوق البنفسجية ، فإن صور الأشعة السينية طويلة التعرض حاسمة للعثور على الثقوب السوداء التي لولا ذلك ستلاحظ دون أن يلاحظها أحد.
وجدت شاندرا أن العديد من الثقوب السوداء الأصغر من حوالي 100 مليون شموس مدفونة تحت كميات كبيرة من الغبار والغاز ، مما يمنع اكتشاف الضوء البصري من المادة الساخنة بالقرب من الثقب الأسود. تكون الأشعة السينية أكثر نشاطًا وقادرة على الحفر في هذا الغبار والغاز. ومع ذلك ، فإن أكبر الثقوب السوداء لا تظهر أي علامات تذكر على التعتيم بواسطة الغبار أو الغاز. في شكل من أشكال التحكم في الوزن ، ربما تكون الرياح القوية الناتجة عن جنون تغذية الثقب الأسود قد أزالت الغبار والغاز المتبقي.
تم الكشف عن جوانب أخرى من نمو الثقب الأسود. على سبيل المثال ، ينقص الحجم النموذجي للمجرات التي تخضع لتشكيل ثقب أسود فائق الكتلة مع الوقت الكوني. وقد لوحظ في السابق مثل هذا "التقليص الكوني" للمجرات التي تخضع لتشكيل النجوم. ترتبط هذه النتائج بشكل جيد بملاحظات المجرات القريبة ، التي تجد أن كتلة الثقب الأسود الفائق الكتلة تتناسب مع كتلة المنطقة المركزية من مجرة المضيف.
المؤلفون الآخرون المشاركون في الورقة في عدد فبراير 2005 من المجلة الفلكية هم Len Cowie و Wei-Hao Wang و Peter Capak (معهد علم الفلك ، جامعة هاواي) ، Yuxuan Yang (GSFC و Univ. of Maryland) ، كوليدج بارك) ، وآرون ستيفان (جامعة ويسكونسن ، ماديسون).
يدير مركز مارشال لرحلات الفضاء التابع لناسا ، هانتسفيل ، ألاسكا ، برنامج شاندرا لمديرية مهمة الفضاء في ناسا ، واشنطن. كان نورثروب غرومان من شاطئ ريدوندو ، كاليفورنيا ، المعروف سابقًا باسم TRW، Inc. ، مقاول التطوير الرئيسي للمرصد. يتحكم مرصد سميثسونيان للفيزياء الفلكية في العلوم وعمليات الطيران من مركز شاندرا للأشعة السينية في كامبريدج ، ماساتشوستس.
تتوفر معلومات وصور إضافية على: http://chandra.harvard.edu و http://chandra.nasa.gov
المصدر الأصلي: بيان صحفي شاندرا
