يُظهر رسم توضيحي جديد ومذهل اللحظة التي يلتهم فيها عملاق كوني نجما، تاركا وراءه حلقة من الغبار في أعقابه تبدو مثل فتات متناثرة على طبق.
وينتج عن هذا التمزيق للنجم ما يسميه علماء الفلك “حدث اضطراب المد والجزر””، والذي يصاحبه اندلاع إشعاعي يمكن أن يتفوق على الضوء المشترك لكل نجم في المجرة المضيفة للثقب الأسود، لأشهر أو حتى سنوات.
وهذا الثقب الأسود الخاص، الذي التقط باستخدام الأشعة السينية المنبعثة من حدث اضطراب المد المعروف باسم J2150، هو نوع استعصى على الملاحظة لفترة طويلة – ثقب أسود متوسط الكتلة.
وقالت آن زابلودوف، معدة مشاركة في الورقة البحثية وأستاذة في جامعة أريزونا: “حقيقة أننا تمكنا من التقاط هذا الثقب الأسود أثناء التهامه نجما، يوفر فرصة رائعة لملاحظة ما يمكن أن يكون غير مرئي لولا ذلك””. وليس هذا فقط، ولكن من خلال تحليل التوهج، تمكنا من فهم هذه الفئة المراوغة من الثقوب السوداء، والتي قد تكون مسؤولة عن غالبية الثقوب السوداء في مراكز المجرات.
ومن خلال إعادة تحليل بيانات الأشعة السينية المستخدمة لمراقبة توهج J2150، ومقارنتها بنماذج نظرية معقدة، أظهر الباحثون أن هذا التوهج نشأ بالفعل من مواجهة بين نجم وثقب أسود متوسط الكتلة.
وقال سيشيانغ ون، باحث ما بعد الدكتوراه في مرصد ستيوارد بجامعة أريزونا، تمكّن الفريق من تصنيفه على أنه ثقب أسود متوسط بعد قياس كتلته ودورانه.
وشوهدت العشرات من أحداث اضطراب المد والجزر في مراكز المجرات الكبيرة التي تستضيف ثقوبا سوداء فائقة الكتلة، كما لوحظت حفنة في مراكز المجرات الصغيرة قد تحتوي على ثقوب سوداء وسيطة.
ومع ذلك، لم تُفصّل البيانات السابقة بما يكفي لإثبات أن توهجا فرديا لاضطراب المد والجزر كان مدفوعا بواسطة ثقب أسود وسيط.
وقال المعد المشارك في الدراسة نيكولاس ستون، وهو محاضر في الجامعة العبرية: “بفضل الملاحظات الفلكية الحديثة، نعلم أن مراكز جميع المجرات تقريبا التي تشبه مجرتنا درب التبانة أو أكبر حجما منها تستضيف ثقوبا سوداء فائقة الكتلة”.
ويتراوح حجم هذه الكواكب العملاقة من مليون إلى 10 مليارات ضعف كتلة شمسنا، وتصبح مصادر قوية للإشعاع الكهرومغناطيسي عندما يسقط الكثير من الغاز بين النجوم في محيطها.
وترتبط كتلة هذه الثقوب السوداء ارتباطا وثيقا بالكتلة الإجمالية للمجرات المضيفة لها، لذلك تستضيف أكبر المجرات أكبر الثقوب السوداء الهائلة.
وقال المعد المشارك بيتر يونكر، من جامعة رادبود في هولندا: “ما زلنا نعرف القليل جدا عن وجود ثقوب سوداء في مراكز المجرات الأصغر من مجرة درب التبانة”.
وبسبب قيود الرصد، من الصعب اكتشاف ثقوب سوداء مركزية أصغر بكثير من مليون كتلة شمسية.
وعلى الرغم من وفرة الثقوب السوداء المفترضة، لا تزال أصول الثقوب السوداء فائقة الكتلة مجهولة.
ومع ذلك، فإن إحدى النظريات هي أن الثقوب السوداء متوسطة الكتلة يمكن أن تكون البذور التي تنمو منها الثقوب السوداء الهائلة.
وأضاف يونكر: “إذا حصلنا على معالجة أفضل لعدد الثقوب السوداء المتوسطة الموجودة هناك، فيمكن أن يساعد ذلك في تحديد النظريات الصحيحة لتكوين الثقوب السوداء فائقة الكتلة”.
ويسمح قياس الدوران لعلماء الفيزياء الفلكية باختبار الفرضيات حول طبيعة المادة المظلمة، والتي يُعتقد أنها تشكل معظم المادة في الكون.
وقد تتكون المادة المظلمة من جسيمات أولية غير معروفة لم تُر بعد في التجارب المعملية.
وفي المستقبل، قد تسمح الملاحظات الجديدة لإشعاعات اضطراب المد والجزر لعلماء الفلك بملء الفراغات حول توزيع أنواع معينة من الثقوب السوداء.
ومن المتوقع أن تكتشف التلسكوبات الجديدة، سواء على الأرض أو في الفضاء، الآلاف من أحداث اضطراب المد والجزر كل عام.
