هل أنت قلق من كيفية إطعام الثقب الأسود بمجرد أن يكبر ويكبر؟ لا تخف. باستخدام ملاحظات جديدة ونموذج نظري مفصل ، قارن فريق بحثي خصائص الثقب الأسود للمجرة الحلزونية M81 مع تلك الخاصة بالثقوب السوداء النجمية الأصغر حجماً. تظهر النتائج أن الثقوب السوداء الكبيرة أو الصغيرة يبدو أنها تأكل بشكل مشابه ، وتنتج توزيعًا مشابهًا للأشعة السينية والضوء البصري والراديوي. يدعم هذا الاكتشاف تضمين نظرية النسبية لأينشتاين في أن الثقوب السوداء من جميع الأحجام لها خصائص متشابهة.
يبعد M81 حوالي 12 مليون سنة ضوئية عن الأرض. يوجد في وسط M81 ثقب أسود أكبر بحوالي 70 مليون مرة من الشمس ، ويولد الطاقة والإشعاع أثناء سحب الغاز في المنطقة الوسطى من المجرة إلى الداخل بسرعة عالية.
في المقابل ، فإن ما يسمى بالثقوب السوداء ذات الكتلة النجمية ، والتي تبلغ كتلتها حوالي 10 أضعاف كتلة الشمس ، لديها مصدر مختلف للغذاء. تكتسب هذه الثقوب السوداء الأصغر مادة جديدة عن طريق سحب الغاز من نجم رفيق يدور. نظرًا لوجود الثقوب السوداء الأكبر والأصغر في بيئات مختلفة بمصادر مختلفة من المواد للتغذية منها ، يبقى السؤال حول ما إذا كانت تتغذى بنفس الطريقة.
قال مايكل نواك ، من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا: "عندما ننظر إلى البيانات ، يتبين أن نموذجنا يعمل بشكل جيد تمامًا مع الثقب الأسود العملاق في M81 كما يفعل مع الرجال الأصغر". "كل شيء حول هذا الثقب الأسود الضخم يبدو متشابهًا باستثناء أنه أكبر بحوالي 10 مليون مرة."
أحد الآثار المترتبة على نظرية النسبية العامة لأينشتاين هو أن الثقوب السوداء هي أشياء بسيطة وأن كتلها وتدورها فقط هي التي تحدد تأثيرها على الزمكان. تشير أحدث الأبحاث إلى أن هذه البساطة تتجلى على الرغم من الآثار البيئية المعقدة.
يتضمن النموذج الذي استخدمته ماركوف وزملاؤها لدراسة الثقوب السوداء قرصًا باهتًا من المواد تدور حول الثقب الأسود. ينتج هذا الهيكل بشكل رئيسي أشعة سينية وإضاءة ضوئية. يمكن رؤية منطقة من الغاز الساخن حول الثقب الأسود إلى حد كبير في ضوء الأشعة فوق البنفسجية والأشعة السينية. تأتي مساهمة كبيرة في كل من ضوء الراديو والأشعة السينية من الطائرات التي يولدها الثقب الأسود. هناك حاجة إلى بيانات متعددة الطول الموجي لتفكيك مصادر الضوء المتداخلة هذه.
من بين الثقوب السوداء التي يتم تغذيتها بشكل نشط ، فإن الفتحة الموجودة في M81 هي واحدة من الخافتة ، ربما لأنها "ناقصة التغذية". ومع ذلك ، فهي واحدة من ألمع كما شوهد من الأرض بسبب قربها النسبي ، مما يسمح بإجراء عمليات رصد عالية الجودة.
قال أندرو يونغ من جامعة بريستول في إنجلترا: "يبدو أن الثقوب السوداء غير الناضجة هي الأبسط في الممارسة ، ربما لأننا نستطيع رؤية أقرب إلى الثقب الأسود". "لا يبدو أنهم يهتمون كثيرًا من أين يحصلون على طعامهم."
يجب أن يكون هذا العمل مفيدًا للتنبؤ بخصائص فئة ثالثة غير مؤكدة تسمى ثقوب سوداء متوسطة الكتلة ، مع وجود كتل تقع بين تلك الثقوب السوداء النجمية والفائقة الكتلة. تم تحديد بعض الأعضاء المحتملين في هذه الفئة ، لكن الأدلة مثيرة للجدل ، لذا فإن التنبؤات المحددة لخصائص هذه الثقوب السوداء يجب أن تكون مفيدة جدًا.
بالإضافة إلى شاندرا ، تم استخدام ثلاثة صفائف راديو (التلسكوب الراديوي ذو الموجة العريضة العملاقة ، الصفيف الكبير جدًا والصفيف الأساسي الطويل جدًا) ، تلسكوبان مليمتران (Plateau de Bure Interferometer و Subillimeter Array) ، ومرصد Lick في البصري لرصد M81.
ستظهر نتائج هذه الدراسة في العدد القادم من مجلة الفيزياء الفلكية.
مصدر الأخبار: موقع شاندرا التابع لوكالة ناسا
