الكوازارات هي بعض من ألمع الأشياء في الكون. اللمعات المضيئة مضيئة للغاية وتتفوق على تريليون نجم. لكن لماذا؟ وماذا يخبرنا سطوعهم عن المجرات التي تستضيفهم؟
لمحاولة الإجابة على هذا السؤال ، ألقت مجموعة من علماء الفلك نظرة أخرى على 28 من ألمع وأقرب النجوم الزائفة. ولكن لفهم عملهم ، علينا أن نتراجع قليلاً ، بدءًا من الثقوب السوداء الهائلة.
الثقب الأسود الهائل (SMBH) هو ثقب أسود يحتوي على أكثر من مليون كتلة شمسية. يمكن أن تكون أكبر من ذلك أيضًا ؛ ما يصل إلى مليارات الكتل الشمسية. يقيم أحد هذه الكيانات في مركز معظم المجرات ، باستثناء المجرات القزمة وما شابه.
إنها نتيجة انهيار الجاذبية لنجم ضخم ، وتحتل جزءًا كرويًا من الفضاء لا يمكن لأي شيء ، ولا حتى الضوء ، الهروب منه.
تحتوي درب التبانة على واحدة من هذه SMBHs. يطلق عليه Sagittarius A-star (Sgr A *) ويبلغ حوالي 2.6 مليون كتلة شمسية. لكن Sgr A * مهدئ إلى حد ما لـ SMBH. SMBHs الأخرى أكثر نشاطًا بكثير ، وتسمى نوى المجرة النشطة (AGN.)
في AGN ، يقوم الثقب الأسود بتراكم المادة بشكل فعال ، مما يشكل حيدًا للغاز الذي يسخن. أثناء قيامه بذلك ، ينبعث الغاز من الإشعاع الكهرومغناطيسي ، الذي يمكننا رؤيته. يمكن أن تنبعث AGNs الإشعاع في جميع أنحاء الطيف الكهرومغناطيسي.
هناك فئات فرعية من AGNs ، وركزت دراسة جديدة على واحدة من تلك الفئات الفرعية تسمى quasars. الكوازار هو أقوى أنواع AGN ، ويمكن أن يلمع بضوء تريليون صنز. لكن بعض هذه النجوم الزائفة مخبأة خلف طائرها الخاص ، مما يحجب خط نظرنا. في دراسات الكوازارات ، يتم تجاهلها أو حذفها ، لأنه من الصعب رؤيتها.
لكن هذا يخلق مشكلة ، لأن حذفهم من مجموعة النجوم الزائفة يعني أننا قد نفتقد شيئًا. هذا يعني أيضًا أن أحد الأسئلة المركزية حول الكوازارات قد لا يتم تناوله بشكل صحيح.
والسؤال متعدد الجوانب: هل هذه AGN الساطعة للغاية مدعومة بالتراكم المعتدل على الثقوب السوداء الهائلة؟ أم أنها مدعومة بالتراكم الشديد على الثقوب السوداء ذات الكتلة الأكثر اعتدالًا؟ أو ربما يحدث شيء آخر. هل يتم تشغيلها بواسطة مجرة مضيفة تنتقل من مجرة تشكل النجوم إلى شيء أكثر هدوءًا مثل المجرة الإهليلجية؟ من خلال تجاهل أو حذف الكوازارات التي يصعب رؤيتها ، يجعل العثور على أي إجابات أمرًا صعبًا.
نظر فريق من علماء الفلك إلى 28 AGN التي كانت قريبة ومن بين الأكثر إضاءة. حدث معظمهم في المجرات الإهليلجية. كان المعيار الوحيد لاختيارهم هو النشاط المكثف في نواتهم. تمتد انبعاثات الراديو الخاصة بهم على عوامل عشرات الآلاف ، وتغطي كتلها أيضًا مجموعة واسعة. أراد الفلكيون معرفة ما إذا كان لهذه AGN المشرقة أي صفات مميزة أخرى من شأنها أن تميزهم عن اللمعان المنخفض الذي يحجب AGN.
ماذا وجدوا؟
هذه بعض النتائج المثيرة للاهتمام والمدهشة في هذه الدراسة. يبدو أن بعض النتائج تتوافق مع دراسات أخرى ، بينما تتعارض بعضها مع الحبوب.
- لا يمتلك الفريق صورًا لجميع المجرات المضيفة في دراستهم ، لكن المجرات التي لديهم صور لها كلها مجرات إهليلجية ، أو على الأقل الأشكال المتضخمة التي يهيمن عليها الانتفاخ. وهذا يتناقض مع دراسات أخرى عن النجوم الزائفة منخفضة اللمعان ، وأيضًا مع توقع أن تكون بعض المجرات المضيفة الـ 28 على الأقل حلزونية.
- تمتد المجرات المضيفة على نطاق واسع جدًا من الكتل ، مع تركيز كتل عالية نسبيًا. تتزامن هذه الكتل الأعلى ، واللمعان العالي ، مع تحول المجرات النشيطة المكونة للنجوم إلى المجرات الكروية الأكثر هدوءًا.
- هناك تنوع كبير في البث الإذاعي في شبكات AGN الـ 28 المختارة ، مما يعني عدم وجود "خصائص تعريف واضحة وقوية لنوع مصادرنا" ، كما يقولون في استنتاجهم.
- لا يمكن أن يمثل النطاق في لمعان الأشعة السينية وكتل الثقب الأسود النطاق الواسع لمعان الموجات الراديوية.
- لا يتم تشغيل المصادر الأكثر إضاءة وحجبًا في العينة إما من خلال ثقوب سوداء منخفضة الكتلة ذات معدلات تراكم عالية ، أو بواسطة ثقوب سوداء كبيرة ذات معدلات تراكم منخفضة.
في ختام ورقتهم ، يلخص المؤلفون النتائج التي توصلوا إليها ، ويبدو أنه في الوقت الحالي ، على الأقل ، لا يوجد تفسير واضح لهذه النجوم الزاهية الأكثر إشراقًا التي تضيء مع ضوء تريليون نجمة.
"نجد ، كمجموعة ، أن عينة من بعض أكثر AGN المظلمة المضيئة في BASS / DR1 لا تظهر أي خصائص مميزة فيما يتعلق بكتل الثقب الأسود ، ونسب Eddington ، و / أو الكتل النجمية لمجراتهم المضيفة. "
ويشيرون أيضًا إلى أن المجرات المضيفة غالبًا ما تكون كلها بيضاوية الشكل ، وهو اكتشاف مدهش. إذا كان باحثون آخرون يؤيدون هذه النتيجة ، "فقد يقدم بعض الأدلة غير المباشرة لدعم الفكرة الشائعة بأن فترات النمو المكثف SMBH مرتبطة بتحويل المجرات من أقراص (تشكل النجوم) إلى أقراص إهليلجية (مروية) ( أي من خلال عمليات الاندماج الكبرى). "
هناك 21 باحثًا وراء هذه الدراسة ، في مؤسسات بما في ذلك مركز هارفارد وسميثسونيان للفيزياء الفلكية ، وجامعة تل أبيب ، وجامعة كيوتو ، و JPL ، والمرصد البحري ، و ESO ، والعديد من المؤسسات الأخرى. وتأتي بيانات دراستهم من مسح Swift / BAT لمدة 70 شهرًا لكل السماء ، ومع الملاحظات باستخدام مراصد Keck و VLT و Palomar. الدراسة بعنوان "المسح الطيفي BAT AGN - XIII. طبيعة AGN الأكثر سطوعًا في الكون المنخفض الانزياح الأحمر. " تم نشره في الإشعارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية.
أكثر:
- بيان صحفي: طبيعة نوى المجرة المحجوبة
- ورقة بحثية: المسح الطيفي BAT AGN - XIII. طبيعة AGN الأكثر سطوعًا في الكون المنخفض الانزياح الأحمر
- مجلة الفضاء: كيف تتألق الثقوب السوداء؟
