يبحث العلماء عن دليل على هذه الرياح منذ سبعينيات القرن الماضي. وقد رصدوا رياحًا شديدة من ثقوب سوداء أخرى، لكنهم واجهوا صعوبة في رصد الثقب الأسود الموجود في مركز مجرتنا درب التبانة.
.jpg)
صورة مركبة تُظهر دليلًا على هبوب رياح من الثقب الأسود القوس أ*، حيث يظهر الثقب الأسود كنقطة بيضاء في المركز، والغاز البارد باللون البرتقالي، وبيانات الأشعة السينية باللون الأزرق. ناسا / مركز تشاندرا للأشعة السينية / جامعة نورث وسترن / مارك غورسكي
يُعتقد أن كل مجرة كبيرة، بما فيها مجرتنا درب التبانة، تحتوي على ثقب أسود هائل في مركزها. ومن المعروف أن هذه الثقوب العملاقة تلتهم أي شيء يقترب منها.
قبل أن يسقط الثقب الأسود في جوفها، تدور كتلة الغاز والغبار التي تحملها بشكل حلزوني نحو الداخل باتجاهه. وتزداد سرعة هذه المادة كلما اقتربت من الثقب الأسود، مما يُولد طاقة كافية لدفع بعض ما قد يكون غذاءً لها، وبالتالي خلق رياح. بينما رصد العلماء رياحًا قوية من ثقوب سوداء أخرى، بدا الثقب الأسود الهائل الموجود في مجرتنا درب التبانة، والمسمى القوس أ* (Sgr A* اختصارًا)، حالةً شاذة.
والآن، بعد أكثر من 50 عامًا من البحث، يقول العلماء إنهم وجدوا أخيرًا دليلًا على وجود نسيم خفيف يهب من قلب مجرتنا. تشير النتائج، المنشورة في 4 يونيو في مجلة رسائل الفيزياء الفلكية، إلى أن درب التبانة ليس حالةً شاذة، وأن حتى الثقوب السوداء الهادئة تُطلق رياحًا، وإن كانت خفيفة نسبيًا.
تقول لينا مورتشيكوفا، المشاركة في تأليف الدراسة وعالمة الفيزياء الفلكية في جامعة نورث وسترن، لجينّا براينر في مجلة ساينتفك أمريكان: "لم نرَ قط نسيمًا من ثقب أسود. عادةً ما نرى آثار الانفجارات أو الأنشطة العنيفة الأخرى. إن رؤية الثقب الأسود ساكنًا، هادئًا ولكنه لا يزال يُطلق طاقةً هائلة في جميع أنحاء المنطقة دون القيام بأي نشاط عنيف، أمرٌ في غاية الروعة."
واجه العلماء صعوبةً في رصد رياح Sgr A*، ويعود ذلك أساسًا إلى صعوبة الرؤية عبر الغاز والنجوم والحطام التي تحجب رؤيتنا للثقب الأسود. لكن مورتشيكوفا وعالم الفيزياء الفلكية مارك غورسكي من جامعة نورث وسترن، ظنّا أنهما قادران على الحصول على رؤية أوضح باستخدام تقنيات معالجة البيانات الحديثة.
لذا، جمعا نحو 100 ساعة من الملاحظات للثقب الأسود بين عامي 2017 و2021 باستخدام تلسكوب أتاكاما الكبير للمليمتر/دون المليمتر الراديوي في تشيلي. وقد أزالا أطوال موجات الراديو الضوئية، وتمكنا من بناء أوضح صورة حتى الآن للغاز الجزيئي البارد المحيط بـ Sgr A*.
كشفت الصورة عن فجوة مخروطية الشكل في الغاز يبلغ طولها حوالي ثلاث سنوات ضوئية، بزاوية فتح تبلغ حوالي 45 درجة. ويقول الباحثان إن ثقبًا بهذا الحجم لا يمكن أن يتشكل إلا بفعل رياح ساخنة تهب من الثقب الأسود.
ويقول غورسكي في بيان: "إذا نفخت مادة ساخنة من الثقب الأسود، فلن ترغب في التواجد مع المادة الباردة". إما أن تدفع المادة الباردة للخارج أو تسخنها. وإذا كانت شديدة الحرارة، فلن يُرى الغاز البارد.
عزز الباحثون اكتشافهم ببيانات من مرصد تشاندرا للأشعة السينية التابع لناسا، والتي أظهرت أشعة سينية ساطعة - منبعثة من غاز شديد السخونة - قادمة من نفس المنطقة المخروطية. ويشير غورسكي في البيان إلى أن صورة التلسكوب الفضائي "تطابقت تمامًا. وتطابقت الخصائص الجزيئية".
ويُقدّر الفريق أن الرياح تهب منذ 20 ألف عام على الأقل، وهي خفيفة مقارنةً برياح الثقوب السوداء فائقة الكتلة الأخرى. كما يؤكد هذا العمل أن Sgr A* في حالة هدوء حاليًا، وهي الحالة التي تقضي فيها الثقوب السوداء فائقة الكتلة معظم حياتها.
يبدو أن الثقب الأسود الهائل الموجود في قلب مجرتنا يطلق رياحاً، وهو أمر طالما افترض العلماء وجوده.
تقول ريبيكا ديسينغ، عالمة الفيزياء الفلكية في جامعة كولومبيا -والتي لم تشارك في هذا البحث- في حديثها مع مارا جونسون-غرو من موقع "ساينس نيوز" (Science News): "إن الاكتشاف المحتمل لرياح تنبعث من ’الرامي أ*‘ (Sagittarius A*) يُعد أمراً بالغ الأهمية؛ فهو يثبت أن الثقب الأسود الهائل لدينا ليس فريداً من نوعه، بل إنه يولد رياحاً تشبه تلك الموجودة في المجرات الأخرى".
ومع ذلك، تود ديسينغ رؤية أدلة إضافية تتجاوز مجرد وجود منطقة خالية من الغاز؛ إذ يمكن للأبحاث المستقبلية تأكيد وجود هذه الرياح، على سبيل المثال، من خلال دراسة سرعة الغاز الخارج من تلك الفجوة.
وتساعد هذه النتائج في تعميق فهمنا لكيفية تشكيل الثقوب السوداء للمجرات؛ فرياحها قد تبطئ عملية تشكّل النجوم عبر منع كتل الغاز من الانهيار وتكوين النجوم، أو قد تؤدي إلى العكس تماماً من خلال ضغط الغازات وتهيئة ظروف مواتية لولادة النجوم.
وفي العام الماضي، وعقب نشر الدراسة على خادم المسودات الأولية "أركايف" (arXiv)، صرحت عالمة الفيزياء الفلكية شوبيتا ساتيابال لهانا ريختر (من مجلة "ساينس") بأنها تأمل أن تلهم هذه النتائج المزيد من الباحثين لدراسة تأثيرات الثقوب السوداء على عملية ولادة النجوم.
المصدر:
Smithsonian Magazine