في أعماق قلب مجرتنا يكمن ثقب أسود. أو هو؟ في حين أن كل شيء قد يكون هادئًا على الجبهة الغربية الآن ، قد يكون هناك دليل على أن مركز المجرة لدينا كان يومًا ما موطنًا لبعض الأنشطة المثيرة للإعجاب - وهو النشاط الذي ربما تضمن العديد من أحداث التصادم واندماج الثقوب السوداء أثناء تآكله في مجرات الأقمار الصناعية. بفضل الرؤى الجديدة من زوج من الأساتذة المساعدين ، كيلي هولي-بوكيلمان في فاندربيلت وتمارا بوغدانوفيتش في معهد جورجيا للتكنولوجيا ، لدينا المزيد من الأدلة التي تشير إلى ماضي درب التبانة النشط بشكل لا يصدق.
قال هوللي بوكيلمان: "لقد حضرت أنا وتمارا مؤتمراً لعلم الفلك في أسبن ، كولورادو ، حيث تم الإعلان عن العديد من هذه الملاحظات الجديدة". "كان ذلك في كانون الثاني (يناير) 2010 وأغلقت عاصفة ثلجية المطار. قررنا استئجار سيارة للقيادة إلى دنفر. أثناء سيرنا خلال العاصفة ، جمعنا القرائن من المؤتمر وأدركنا أن حدثًا كارثيًا واحدًا - التصادم بين ثقبين أسودين قبل حوالي 10 ملايين سنة - يمكن أن يفسر جميع الأدلة الجديدة.
الآن ، تخيل سماء الليل مضاءة بسديم ضخم ، يغطي نصف الكرة السماوية. هذا ليس حلما ، إنه حقيقة. تُعرف هذه الفصوص الضخمة من الإشعاع عالي الطاقة باسم فقاعات فيرمي وتغطي منطقة حوالي 30،000 سنة ضوئية على جانبي قلب درب التبانة. بينما لا يمكننا مراقبتها مباشرة في الضوء المرئي ، فإن هذه الجسيمات تتحرك على مقربة من 186000 ميل في الثانية وتتوهج في أطوال موجات الأشعة السينية وأشعة غاما.
وفقًا لـ Fulai Guo و William G. Mathews من جامعة كاليفورنيا في سانتا كروز: "توفر فقاعات Fermi دليلاً معقولاً على نشاط طائرة AGN قوي حديثًا في مجرتنا ، مما يلقي رؤى جديدة حول أصل هالة CR والقناة من خلال الثقوب السوداء الهائلة في المجرات القرصية تطلق طاقة التغذية المرتدة أثناء نموها ".
ومع ذلك ، فإن مركز المجرات لدينا هو موطن لأكثر من مجرد فقاعات لا تصدق - إنه موقع ثلاثة من أكبر مجموعات النجوم الشابة داخل عالم درب التبانة. تُعرف كل مجموعة بمجموعات مركزية وأقواس وخماسية ، وتضم كل مجموعة مئات النجوم الشابة الحارة التي تقزم الشمس. سيعيشون حياة قصيرة ومشرقة وعنيفة ... تحترق في غضون بضعة ملايين من السنين. لأنهم يعيشون بسرعة ويموتون صغارًا ، لا بد أن هذه النجوم العنقودية تكونت خلال السنوات الأخيرة خلال ثورة تكوين النجوم بالقرب من مركز المجرة - وهو دليل آخر على هذا اللغز الكوني.
"نظرًا لكتلتها العالية ، وصندوق النقد الدولي الذي يبدو أنه ثقيل جدًا ، تحتوي مجموعات مركز المجرة على بعض أكبر النجوم في المجرة. هذا أمر مهم ، حيث أن النجوم الضخمة هي مكونات رئيسية ومسببات للظواهر الفيزيائية الفلكية على جميع مقاييس الحجم والمسافة ، من مواقع تكوين النجوم الفردية ، مثل Orion ، إلى الكون المبكر خلال عصر إعادة التأيين عندما ولدت النجوم الأولى. كمكونات ، يتحكمون في التطور الديناميكي والكيميائي لمحيطهم المحلي والمجرات الفردية من خلال تأثيرهم على الطاقة وتكوين الوسط بين النجوم. " يقول دونالد ف. "من المحتمل أن تلعب دورًا مهمًا في التطور المبكر للمجرات الأولى ، وهناك أدلة على أنها أسلاف الانفجارات الأكثر نشاطًا في الكون ، والتي يُنظر إليها على أنها انفجارات أشعة غاما. كتحقيقات ، تحدد الحدود العليا لعملية تكوين النجوم ومن المحتمل أن ينتهي وجودها بتشكيل مزيد من النجوم ذات الكتلة السفلية القريبة. كما أنها منتجات ناتجة بارزة عن عمليات اندماج المجرات ، والمجرات النجمية ، ونوى المجرات النشطة. "
لتعميق اللغز ، ألق نظرة فاحصة على الثقب الأسود المركزي. يمتد قطره حوالي 40 ثانية ضوئية ويزن حوالي أربعة ملايين كتلة شمسية. وفقًا لما نعرفه ، يجب أن ينتج هذا مد جاذبية مكثف - تلك التي يجب أن تمتص في المناطق المحيطة. إذًا كيف اكتشف الفلكيون مجموعات من النجوم الساطعة الجديدة الأقرب من 3 سنوات ضوئية من أفق الحدث؟ بالطبع ، يمكن أن يكونوا في طريقهم إلى النسيان ، لكن البيانات تظهر أن هذه النجوم قد تكونت هناك. هذا إنجاز كبير بالنظر إلى أنه يتطلب سحابة جزيئية أكثر كثافة 10000 مرة من تلك الموجودة في مركز المجرة! ألا يجب أن يكون هناك نجوم قديمة أيضًا؟ الجواب نعم ، يجب أن يكون ... ولكن هناك أقل بكثير مما يمكننا ملاحظته وما تتوقعه النماذج النظرية الحالية.
لم تكن هولي-بوكيلمان على وشك ترك المشكلة تكمن في الراحة. عندما عادت إلى المنزل ، استعانت بمساعدة خريج فاندربيلت ميغان لانج للمساعدة في حل اللغز. ثم قاموا بتوظيف Pau Amaro-Seoane من معهد ماكس بلانك لفيزياء الجاذبية في ألمانيا ، وألبرتو سيسانا من معهد Ciéncies de l’Espai في إسبانيا ، وأستاذ مساعد أبحاث فاندربيلت مانوديب سينها للمساعدة. مع وجود الكثير من العقول المشرقة للمساعدة في حل هذا اللغز ، سرعان ما توصلوا إلى تفسير معقول - تفسير يطابق الملاحظات ويسمح بتنبؤات قابلة للاختبار.
وفقًا لنظريتهم ، بدأت مجرة درب التبانة في الهجرة نحو قلبنا. عندما اندمجت مع مجرتنا ، تمزقت كتلتها ، تاركة ثقبها الأسود فقط ومجموعة صغيرة من النجوم المرتبطة بالجاذبية. بعد عدة ملايين من السنين ، وصل هذا "البقايا" في النهاية إلى مركز المجرة وبدأت الثقوب السوداء في الاندماج. عندما كان الثقب الأسود الأصغر يدور حول الأكبر ، حرث أخاديد ضخمة من الغاز والغبار ، ودفعه إلى الثقب الأسود الأكبر وخلق فقاعات فيرمي. لم تكن قوى الجاذبية المبارزة لطيفة ... كانت هذه المدات الشديدة قادرة تمامًا على ضغط السحب الجزيئية المحيطة بالنواة إلى الكثافة المطلوبة لإنتاج نجوم جديدة شابة. ربما النجوم الصغيرة جدا التي نلاحظها الآن في مركز المجرة؟
ومع ذلك ، فإن الصورة أكثر مما تراه العين. هذا الحرث نفسه من العشب الكوني كان من شأنه أيضًا دفع النجوم القديمة الموجودة من محيط الثقب الأسود المركزي الضخم. إنه مشهد يناسب النماذج الحالية حيث يندمج اندماج ثقب أسود النجوم في المجرة بسرعات عالية ... مشهد يناسب مراقبة نقص النجوم القديمة عند حدود الثقب الأسود الهائل.
وقال بوغدانوفيتش "إن سحب الجاذبية للثقب الأسود لمجرة القمر الصناعي كان من الممكن أن يحفر ما يقرب من 1000 نجم من مركز المجرة". "هذه النجوم يجب أن تتسابق عبر الفضاء ، على بعد حوالي 10000 سنة ضوئية من مداراتها الأصلية."
هل يمكن إثبات أي من هذا؟ الجواب نعم. بفضل الاستطلاعات واسعة النطاق مثل Sloan Digital Sky Survey ، يجب أن نكون قادرين على تحديد النجوم التي تتحرك بسرعة أعلى من النجوم التي لم تتعرض لتفاعل مماثل. إذا نظر علماء الفلك مثل Holley-Bockelmann و Bogdanovic إلى الأدلة القوية ، فمن المرجح أن يكتشفوا عددًا موثوقًا به من النجوم عالية السرعة التي ستثبت صحة نموذج دمج درب التبانة.
أم أنها مجرد تهب فقاعات؟
