كشف علماء الفلك باستخدام تلسكوب الفضاء الياباني عن سلوك غير متوقع للثقوب السوداء النجمية، حيث تبين أنها تتناول المواد من النجوم المرافقة بشكل فوضوي ومفاجئ. هذا الاكتشاف يفتح آفاقًا جديدة لفهم تأثير الثقوب السوداء على تطور المجرات.
مقدمة عن الثقوب السوداء
تُعتبر الثقوب السوداء واحدة من أكثر الظواهر الكونية غموضًا وإثارة. فهي تمتلك جاذبية قوية تجعلها قادرة على ابتلاع المادة المحيطة بها. وقد كانت الأبحاث تتركز بشكل رئيسي على الثقوب السوداء الفائقة الكتلة الموجودة في مراكز المجرات، والتي تعتبر قوتها الجذبية مسؤولة عن الكثير من الظواهر الكونية.
لكن الآن، ومع استعمال تلسكوب الفضاء الياباني، تمكن العلماء من دراسة الثقوب السوداء النجمية التي تمتلك كتلة أقل بكثير مقارنة بالثقوب السوداء الفائقة الكتلة، واكتشفوا أنها أيضًا تواجه صعوبة في احتواء المواد التي تبتلعها.
دراسة النظام 4U 1630-472
استُخدم تلسكوب XRISM لدراسة نظام يُعرف بـ 4U 1630-472، وهو نظام ثنائي للأشعة السينية يتكون من ثقب أسود نجمي ونجم يشبه الشمس. يبعد هذا النظام حوالي 26,000 سنة ضوئية عن الأرض.
الثقب الأسود في هذا النظام يستمد المادة من النجم المرافق بسبب تأثير جاذبيته الكبيرة. ومع ذلك، بسبب الزخم الزاوي للمادة المسروقة، لا تسقط مباشرة في الثقب الأسود، بل تشكل قرصًا دوارًا حوله يُعرف بقرص التراكم.
الظواهر الفيزيائية في قرص التراكم
تتسبب قوى الجاذبية القوية للثقب الأسود في توليد قوى مد وجزر هائلة في قرص التراكم، مما يؤدي إلى احتكاك وتسخين المادة إلى درجات حرارة تصل إلى 10 مليون درجة مئوية، مما يجعل الغاز والغبار يتوهجان بشدة في الأشعة السينية.
وتختلف الانبعاثات من النظام 4U 1630-472 بشكل كبير في اللمعان، حيث يعتقد أن النظام يدخل في حالة هدوء عندما يتوقف الثقب الأسود عن التغذي. ومع ذلك، كل سنتين تقريبًا، يزيد لمعان النظام بشكل هائل خلال فترة قصيرة، ويُعتقد أن هذا يرتبط بانفجارات مادية.
نتائج البحث الجديدة
في 16 فبراير 2024، لاحظ تلسكوب XRISM النظام في نهاية انفجار مادي، مما أتاح للباحثين فرصة دراسة جديدة للثقوب السوداء. حتى عندما كانت انبعاثات الأشعة السينية تتراجع، كان النظام لا يزال يقذف المادة بسرعات تصل إلى 32 مليون كيلومتر في الساعة، وهي سرعة تقارب 3% من سرعة الضوء.
تُظهر هذه الملاحظات أن الثقوب السوداء، بغض النظر عن كتلتها، تتصرف بطريقة غير متوقعة، حيث تُلقي المادة في الفضاء بدلاً من أن تبتلعها بالكامل.
الخاتمة
يسلط هذا البحث الضوء على سلوك غير متوقع للثقوب السوداء النجمية، مما يفتح المجال لفهم أعمق لأثر الثقوب السوداء على تطور المجرات. على الرغم من التحديات المالية التي قد تواجهها الدراسات المستقبلية، تظل هذه الاكتشافات خطوة مهمة نحو فهم أفضل للكون.
