هكذا ساعد علماء الفلك الأميركيون في اكتشاف مجري “على مستوى بيج فوت”

سولت ليك سيتي – في مجرة ​​تمتد على مساحة عدة سنوات ضوئية ويزيد عمرها عن 13 مليار سنة، فمن المنطقي أن تأتي الاكتشافات الفلكية الكبرى قليلة ومتباعدة – وهذا أمر غير منطقي على الإطلاق.

تقع مجموعة أوميجا سنتوري، وهي مجموعة عالمية من ملايين النجوم، في مجرة ​​درب التبانة – كثيفة للغاية باتجاه المركز، لدرجة أنه يصبح من المستحيل التمييز بين النجوم الفردية – ويمكن رؤيتها فقط كنقطة صغيرة في السماء الليلية من خطوط العرض الجنوبية.

لكن داخل هذه المجموعة يوجد شيء سعى إليه علماء الفلك وجادلوا فيه لمدة تقرب من عقد من الزمان، وهو شيء كشفت عنه دراسة جديدة قادها باحثون من جامعة يوتا ومعهد ماك بلانك لعلم الفلك: إن أوميجا سنتوري موطن لثقب أسود مركزي.

قال أنيل سيث، الأستاذ المشارك في علم الفلك بجامعة يوتا والباحث الرئيسي المشارك في الدراسة: “هذا اكتشاف يحدث مرة واحدة في حياتي المهنية. لقد كنت متحمسًا له لمدة تسعة أشهر متتالية. في كل مرة أفكر فيه، أجد صعوبة في النوم”.

“على مستوى بيج فوت”

ال يذاكرأوضحت دراسة نشرتها مجلة “نيتشر” الأربعاء أن الثقوب السوداء تأتي في نطاقات كتلة مختلفة.

تشمل الثقوب السوداء الشائعة الثقوب السوداء النجمية، التي تتراوح كتلتها بين كتلة شمسية واحدة إلى بضع عشرات من الكتل الشمسية، والثقوب السوداء الهائلة، التي تصل كتلتها إلى مليارات كتلة الشمس.

ومن بين الأشياء الأكثر صعوبة التي لا يمكن اكتشافها بشكل مؤكد – حتى الآن – الثقوب السوداء ذات الكتلة المتوسطة، والتي اكتشفها فريق البحث.

قال ماثيو ويتاكر، وهو طالب جامعي في جامعة يوتا ومؤلف مشارك في الدراسة: “هذه الثقوب السوداء متوسطة الكتلة تشبه إلى حد ما الثقوب السوداء التي تعيش في كوكبة بيج فوت. إن اكتشافها يشبه العثور على أول دليل على وجود الثقب الأسود ـ سوف يصاب الناس بالذعر”.

“إبرة في كومة قش”

يبدو أن أوميجا سنتوري هي قلب مجرة ​​صغيرة منفصلة توقف تطورها عندما ابتلعتها مجرة ​​درب التبانة، وفقًا للورقة البحثية. تشير الحالة الحالية لتطور المجرات إلى أن هذه المجرات الأولى كان من المفترض أن تحتوي على ثقوب سوداء مركزية متوسطة الحجم كانت ستنمو بمرور الوقت.

ولكن كيف يمكنك أن تبدأ في البحث عن واحد؟

بدأ سيث ونادين نيومير، قائد المجموعة في معهد ماكس بلانك والمحقق الرئيسي في الدراسة، البحث لأول مرة عن كيفية فهم تاريخ تكوين أوميجا سنتوري بشكل أفضل في عام 2019.

لقد أدركوا أنه إذا تمكنوا من العثور على نجوم سريعة الحركة حول مركزها، فسوف يتمكنون أخيرًا من تسوية الأسئلة المحيطة بالثقب الأسود المركزي في المجموعة عن طريق قياس كتلة الثقب الأسود.

وقد وقع هذا البحث عن النجوم في حضن ماكسيميليان هابرل، وهو طالب دكتوراه في معهد ماكس بلانك. وقد قاد هابرل مهمة تطوير كتالوج ضخم لحركات النجوم في مجموعة أوميجا سنتوري، حيث قام بقياس سرعات 1.4 مليون نجم من خلال دراسة أكثر من 500 صورة التقطها تلسكوب هابل للمجموعة.

كان التحدي هنا هو أن معظم الصور التي كانت تحت تصرف هابرل كانت تهدف إلى معايرة أدوات هابل، وليس إلى مساعدة الاكتشافات العلمية الرائدة.

ومع ذلك، وبفضل ما يزيد على 500 صورة، حققت هذه المجموعة غير المقصودة من البيانات غرضها.

قال هابرلي: “كان البحث عن النجوم عالية السرعة وتوثيق حركتها بمثابة البحث عن إبرة في كومة قش”. وفي النهاية، لم يمتلك هابرلي الكتالوج الأكثر اكتمالاً حتى الآن لحركة النجوم في أوميجا سنتوري فحسب، بل عثر أيضًا على سبع إبر في كومة القش الأرشيفية الخاصة به – سبع نجوم سريعة الحركة في منطقة صغيرة في مركز أوميجا سنتوري.

الاكتشاف

ولكن العمل لم ينته عند اكتشاف هذه النجوم السبعة. فبفضل وجود سبعة نجوم، كل منها بسرعات واتجاهات حركة مختلفة، تمكن الباحثون من فصل التأثيرات المختلفة وتحديد وجود كتلة مركزية في أوميجا سنتوري، تبلغ كتلتها 8200 شمس على الأقل.

علاوة على ذلك، لا تشير الصور إلى وجود أي أجسام مرئية في موقع تلك الكتلة المركزية كما هو متوقع بالنسبة للثقب الأسود.

وقد أدى المزيد من التحليل إلى المزيد من الأخبار الجيدة للفريق. وكما أوضحت الورقة البحثية، فإن النجم الوحيد عالي السرعة في الصورة قد لا ينتمي إلى أوميجا سنتوري. قد يكون نجمًا خارج المجموعة يمر خلف مركز أوميجا سنتوري أو أمامه بالصدفة. من ناحية أخرى، لا يمكن أن تكون ملاحظات سبعة نجوم من هذا القبيل مصادفة ولا تترك مجالًا لتفسيرات أخرى غير وجود ثقب أسود.

مات.

تحرك للأمام

يخطط الفريق الآن للبناء على النتائج الضخمة التي توصلوا إليها من خلال إجراء المزيد من الفحص لمركز أوميجا سنتوري. يقود سيث مشروعًا حصل على موافقة لاستخدام تلسكوب جيمس ويب الفضائي لقياس حركة النجوم عالية السرعة نحو الأرض أو بعيدًا عنها.

مثل أدوات المستقبل طرح ذلك يمكن تحديد مواقع النجوم وبدقة أكبر من هابل، فإن الهدف هو تحديد كيفية تسارع النجوم وكيفية انحناء مداراتها – على الرغم من أن هذا المشروع سوف يقع في أيدي أجيال المستقبل من الباحثين.

ومع ذلك، فإن هذا الاكتشاف يعزز قضية أوميجا سنتوري باعتبارها المنطقة الأساسية لما كان في السابق مجرة ​​ابتلعتها مجرة ​​درب التبانة منذ مليارات السنين.

بالنسبة للأشخاص المهتمين بالاستماع مباشرة من الباحثين، سيقدم سيث نتائج الفريق في 8 أغسطس في الساعة 7 مساءً في مسرح Clarke Planetarium IMAX في مدينة سولت ليك. وفي الوقت نفسه، يمكن العثور على الدراسة الكاملة متصل.

“أعتقد أن الادعاءات غير العادية تتطلب أدلة غير عادية. وهذا دليل غير عادي حقًا”، قال سيث.