في حين أن الفلكيين درسوا الثقوب السوداء الكبيرة والصغيرة على حد سواء لعقود من الزمن ، كان من الصعب الحصول على أدلة على تلك الثقوب السوداء متوسطة الحجم. الآن ، وجد علماء الفلك في مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لوكالة ناسا في جرينبيلت ، ماريلاند ، أن مصدر الأشعة السينية في المجرة NGC 5408 يمثل أحد أفضل الحالات لثقب أسود متوسط الوزن حتى الآن. وأوضح تود ستروماير ، عالِم الفيزياء الفلكية في جودارد ، أن "الثقوب السوداء متوسطة الكتلة تحتوي على ما بين 100 و 10000 مرة كتلة الشمس". "نلاحظ الثقوب السوداء الثقيلة في مراكز المجرات والخفيفة التي تدور حول النجوم في مجرتنا. ولكن العثور على "tweeners" لا يزال يشكل تحديا ".
تحتوي العديد من المجرات القريبة على أجسام رائعة تعرف باسم مصادر الأشعة السينية فائقة السطوع (ULXs). يبدو أنها تنبعث طاقة أكثر من أي عملية معروفة مدعومة بالنجوم ولكن طاقة أقل من مراكز المجرات النشطة ، والتي يُعرف أنها تحتوي على ملايين الثقوب السوداء ذات الكتلة الشمسية.
قال ريتشارد موسوتزكي ، عالِم الفيزياء الفلكية بجامعة ميريلاند ، كوليج بارك: "إن ULXs مرشحون جيدون للثقوب السوداء متوسطة الكتلة ، والواحدة الموجودة في المجرة NGC 5408 مثيرة للاهتمام بشكل خاص". تقع المجرة على بعد 15.8 مليون سنة ضوئية في كوكبة القنطور.
اكتشف XMM-Newton ما يسميه الفلكيون "التذبذبات شبه الدورية" ، وهو "وميض" شبه منتظم ناتج عن تراكم الغاز الساخن في عمق قرص التنامي الذي يتكون حول جسم ضخم. كان معدل هذا الخفقان أبطأ بحوالي 100 مرة من ذلك الذي شوهد من الثقوب السوداء ذات الكتلة النجمية. ومع ذلك ، في الأشعة السينية ، تتفوق NGC 5408 X-1 على هذه الأنظمة بنفس العامل تقريبًا.
بناءً على توقيت التذبذبات والخصائص الأخرى للانبعاث ، استنتج Strohmayer و Mushotzky أن NGC 5408 X-1 يحتوي على ما بين 1000 و 9000 كتلة شمسية. تظهر هذه الدراسة في عدد 1 أكتوبر من مجلة الفيزياء الفلكية.
قال Strohmayer "بالنسبة لهذا النطاق الشامل ، فإن أفق حدث الثقب الأسود - الجزء الذي لا يمكننا رؤيته بعده - يتراوح بين 3800 و 34000 ميل ، أو أقل من نصف قطر الأرض إلى حوالي أربعة أضعاف حجمه".
إذا كان NGC 5408 X-1 يعمل بالفعل على التهام الغاز بنشاط لتغذية انبعاث الأشعة السينية المذهل ، فمن المحتمل أن تتدفق المادة إلى الثقب الأسود من نجم مداري. هذا نموذجي للثقوب السوداء ذات الكتلة النجمية في مجرتنا.
استعان Strohmayer بعد ذلك بمساعدة القمر الصناعي Swift التابع لناسا للبحث عن الاختلافات الدقيقة للأشعة السينية التي من شأنها أن تشير إلى مدار النجم المتبرع NGC 5408 X-1. وأضاف: "يوفر Swift بشكل فريد حساسية التصوير بالأشعة السينية ومرونة الجدولة لتمكين بحث مثل هذا". بدءًا من أبريل 2008 ، بدأت Swift في تحويل تليسكوب الأشعة السينية الخاص بها إلى NGC 5408 X-1 عدة مرات في الأسبوع كجزء من حملة مستمرة.
يكتشف Swift ارتفاعًا وهبوطًا طفيفين للأشعة السينية كل 115.5 يومًا. قال Strohmayer: "إذا كانت هذه بالفعل هي الفترة المدارية لرفيق نجمي ، فمن المحتمل أن يكون نجمًا عملاقًا أو عملاقًا بين ثلاث وخمس مرات كتلة الشمس (1 كتلة شمسية هي كتلة الشمس)". تم قبول هذه الدراسة للنشر في العدد المقبل من مجلة الفيزياء الفلكية.
تغطي ملاحظات سويفت حوالي أربع دورات مدارية فقط ، لذلك هناك حاجة إلى المراقبة المستمرة لتأكيد الطبيعة المدارية لتعديل الأشعة السينية.
يضيف فيليب كاريت من جامعة أيوا ، الذي درس الجسم بأطوال الموجات الراديوية: "كان علماء الفلك يدرسون NGC 5408 X-1 منذ فترة طويلة لأنه أحد أفضل المرشحين للثقب الأسود ذي الكتلة المتوسطة". غير تابع لأي من الدراستين. "هذه النتائج الجديدة تستكشف ما يحدث بالقرب من الثقب الأسود وتضيف أدلة قوية على أنه ضخم بشكل غير عادي."
ورقة: دليل على ثقب أسود متوسط الكتلة في NGC 5804
المصدر: وكالة ناسا
