يتم إيقاظ الثقوب السوداء الهائلة النائمة لفترة وجيزة بواسطة النجوم الممزقة

كشف بحث جديد لفئة غامضة من المجرات المعروفة باسم الأجسام المتماثلة المدمجة، أو CSOs، أن هذه الأجسام ليست متماثلة تمامًا. منظمات المجتمع المدني هي مجرات نشطة تستضيف ثقوبًا سوداء هائلة في مراكزها. تسافر نفاثتان من هذه الثقوب السوداء الوحشية في اتجاهين متعاكسين بسرعة الضوء تقريبًا. ولكن بالمقارنة مع المجرات الأخرى التي تتميز بتدفقات قوية، فإن هذه النفاثات لا تمتد بعيدًا جدًا، فهي مضغوطة جدًا.

لعقود من الزمن، كان علماء الفلك يشتبهون في أن منظمات المجتمع المدني ما زالت شابة، وأن طائراتها ستسافر في نهاية المطاف لمسافات طويلة. الآن، قم بإعداد تقرير عن ثلاث أوراق مختلفة مجلة الفيزياء الفلكيةوقد خلص فريق من الباحثين بقيادة معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا إلى أن منظمات المجتمع المدني ليست شابة، بل تعيش حياة قصيرة نسبيا.

يوضح أنتوني (توني) ريدهيد، أستاذ علم الفلك الفخري الذي قاد التحقيق: “إن منظمات المجتمع المدني هذه ليست شابة”. “لا يمكنك وصف كلب يبلغ من العمر 12 عامًا بالشاب، حتى لو عاش حياة أقصر من حياة الإنسان المسن. كل هذه الأشياء هي أنواع متميزة في حد ذاتها، تعيش وتموت في آلاف السنين بدلاً من ملايين السنين. فالسنوات شائعة في المجرات ذات الطائرات الكبيرة.”

وفي الدراسات الجديدة، قام الفريق بمراجعة الأدبيات والملاحظات السابقة لأكثر من 3000 مرشح من منظمات المجتمع المدني، والتحقق من صحة 64 منها على أنها حقيقية وتحديد 15 منظمة أخرى من منظمات المجتمع المدني. تمت ملاحظة كل هذه الأجسام سابقًا بواسطة مصفوفة خط الأساس الطويل جدًا (VLBA) التابعة للمختبر الوطني لعلم الفلك الراديوي، وتم رصد بعضها بواسطة التلسكوبات الراديوية عالية الدقة.

يقول ريدهيد: “تعد عمليات رصد VLBA من بين أكثر عمليات الرصد تفصيلاً في علم الفلك، حيث توفر صورًا بتفاصيل تعادل قياس عرض شعرة الإنسان على مسافة 100 ميل”.

ويخلص تحليل الفريق إلى أن منظمات المجتمع المدني سوف تقذف الطائرات لمدة 5000 عام أو أقل ثم تموت.

يقول فيكرام رافي، الأستاذ المساعد في علم الفلك في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا والمؤلف المشارك لإحدى الدراسات: “إن نفاثات CSO هي نفاثات نشطة للغاية، ولكن يبدو أنها توقفت”. “تتوقف الطائرات عن التدفق من المصدر.”

أما بالنسبة لتزويد الطائرات قصيرة العمر بالوقود، فيعتقد العلماء أن السبب هو حدث اضطراب المد والجزر (TDE)، والذي يحدث عندما يتجول نجم بالقرب من ثقب أسود هائل بحيث لا يمكن ابتلاعه.

يقول ريدهيد: “نعتقد أنه يتم قطع نجم واحد، ومن ثم يتم نقل كل هذه الطاقة إلى نفاثات على محور يدور حول الثقب الأسود”. “يبدأ الثقب الأسود الهائل في الظهور بشكل غير مرئي بالنسبة لنا، وبعد ذلك عندما يبتلع نجمًا، يحدث انفجار – الثقب الأسود لديه وقود، ويمكننا رؤيته.”

كان ريدهيد أول من شك في أن منظمات المجتمع المدني قد يتم تحفيزها بواسطة TDEs في التسعينيات، لكنه يقول إن الفكرة تم تجاهلها إلى حد كبير من قبل المجتمع العلمي. يقول: “لقد تم نسيان الفرضية تقريبًا، لأنه مرت سنوات عديدة قبل أن تبدأ الأدلة الرصدية في التصاعد إلى TDEs”. وفي وقت فرضيته الأصلية، لم يتم اكتشاف سوى ثلاث منظمات مجتمع مدني.

تقدم سريعًا حتى عام 2020. بعد أن توقف دراسته عن منظمات المجتمع المدني للتحقيق في مشاكل مختلفة تتعلق بعلم الفلك الراديوي، قرر ريدهيد أن الوقت قد حان لإعادة النظر في الموضوع. لقد جمع بعض زملائه معًا في Zoom وقرروا التخلص من الأدبيات والمواد التي تم تصنيفها بشكل خاطئ على أنها منظمات مجتمع مدني. على مدار العامين التاليين، قام الفريق بفحص أكثر من 3000 مرشح من منظمات المجتمع المدني، مما أدى إلى تقليص المجموعة إلى العشرات الذين استوفوا معايير أن يكونوا منظمات مجتمع مدني حقيقية.

في نهاية المطاف، بدأت منظمات المجتمع المدني في الظهور كعائلة مختلفة تمامًا، حيث تموت الطائرات في وقت أقرب بكثير من إخوانها الضخمة، مثل مجرة ​​Cygnus A الأكثر قوة، وهي مجرة ​​تطلق نفاثات أكثر قوة تتوهج بشكل مشرق عند أطوال موجات الراديو. . وتمتد هذه النفاثات حوالي 230 ألف سنة ضوئية في كل اتجاه وتستمر لعشرات الآلاف من السنين. في المقابل، تمتد نفاثات CSO إلى مسافة أقصاها 1500 سنة ضوئية وتختفي بعد حوالي 5000 سنة.

وفقًا لعلماء الفلك، يمكن أن تتشكل نفاثات CSO عندما يأكل ثقب أسود هائل ليس فقط أي نجم، بل نجمًا كبيرًا.

يقول رافي: “إن TDEs التي رأيناها من قبل لم تدوم سوى بضع سنوات”. “نعتقد أن TDEs الهامة التي تدفع منظمات المجتمع المدني تدوم لفترة أطول لأن النجوم المتعطلة إما ضخمة جدًا، أو ضخمة جدًا، أو كليهما.”

من خلال تحليل مجموعة متنوعة من صور راديو CSO، يقول الباحثون إنهم يستطيعون تتبع كيفية تقدم عمر الأشياء بمرور الوقت، تمامًا مثل النظر إلى ألبوم صور لحياة CSO ورؤية كيفية تطور نفاثاتها. تمتلك منظمات المجتمع المدني الأصغر سنًا نفاثات ضيقة أقرب إلى ثقوبها السوداء، بينما تمتلك الأجسام الأقدم نفاثات تمتد بعيدًا عن ثقوبها السوداء.

على الرغم من انقراض معظم النفاثات، يقدر العلماء أن واحدًا من كل 100 منها قد يبقى على قيد الحياة لفترة طويلة مثل Cygnus A. وفي حالات نادرة، تندمج المجرات مع مجرات أخرى، مما يوفر عملية مضطربة كبيرة. كمية الوقود.

إذا تم تأكيد النتائج التي توصل إليها ريدهيد وفريقه من خلال ملاحظات إضافية، فسوف توفر منظمات المجتمع المدني طريقة جديدة لدراسة كيفية تفاعل النجوم الضخمة في مراكز المجرات مع الثقوب السوداء الهائلة.

يقول ريدهيد: “إن هذه الأشياء هي في الواقع مجموعة فريدة من نوعها لها أصولها الفريدة، والأمر متروك لنا الآن لمعرفة المزيد عنها وكيف أصبحت”. “إن القدرة على دراسة هذه الأجسام على فترات زمنية تتراوح من سنوات إلى عقود بدلاً من ملايين السنين قد فتحت الباب أمام مختبر جديد لدراسة الثقوب السوداء الهائلة والمفاجآت العديدة غير المتوقعة وغير المتوقعة التي تحملها.”