صورة الأشعة السينية لشاندرا ديب فيلد- نورث. حقوق الصورة: NASA / PSU اضغط للتكبير
تظهر بيانات من مسوحات مرصد الأشعة السينية أن الثقوب السوداء أكثر بكثير وتطورت بشكل مختلف عما كان يتوقعه الباحثون ، وفقًا لعلم الفلك في ولاية بنسلفانيا.
قال نيل براندت ، أستاذ علم الفلك والفيزياء الفلكية: "أردنا إجراء إحصاء لجميع الثقوب السوداء ، وأردنا أن نعرف كيف هم". "أردنا أيضًا قياس مدى نمو الثقوب السوداء عبر تاريخ الكون."
قام براندت وباحثون آخرون بذلك فقط من خلال النظر إلى رقعة من السماء في نصف الكرة الشمالي تسمى Chandra Deep Field-North ، باستخدام مرصد Chandra X-Ray التابع لوكالة ناسا وبقعة مماثلة في نصف الكرة الجنوبي تسمى Extended Chandra Deep Field-South . كما يتم إجراء الاستطلاعات في أجزاء أخرى من السماء باستخدام كل من شاندرا ورسالة الأشعة السينية المتعددة المرايا لوكالة نيوتن.
نظر الباحثون في انبعاثات الأشعة السينية لأن المناطق حول الثقوب السوداء تنبعث منها الأشعة السينية وكذلك الضوء المرئي. توفر الطبيعة المخترقة للأشعة السينية طريقة مباشرة للتعرف على الثقوب السوداء. وقال براندت للحاضرين في الاجتماع السنوي للجمعية الأمريكية لتقدم العلوم إن استخدام الأشعة السينية يُمكِّن الفلكيين أيضًا من تحديد الثقوب السوداء في مراكز المجرات دون أن تغسل الإشارة المرئية القادمة من نجوم المجرة. سانت لويس ، ميسوري في 17 فبراير. كانت الثقوب السوداء التي درسوها هي تلك الموجودة في مراكز المجرات وتنبعث منها الأشعة السينية ، وبالتالي يطلق عليها اسم نوى المجرة النشطة.
قال براندت: "نجد ثقوبًا سوداء نشطة للغاية في مراكز المجرات الضخمة". "مجرتنا لديها أيضًا ثقب أسود خاص بها في مركزها بقياس 2.6 مليون كتلة شمسية. الثقب الأسود غير نشط اليوم ، لكننا نفترض أنه كان نشطًا في الماضي ".
نظرت هذه المسوحات العميقة للأشعة السينية خارج المجرات إلى بقع السماء المختارة بعناية ، والتي تكون إلى حد كبير خالية من أي شيء قد يتداخل مع الحصول على بيانات الأشعة السينية. نظرت شاندرا إلى منطقة شاندرا ديب فيلد- الشمال - وهي مساحة من السماء تبلغ ثلثي حجم القمر المكتمل - لفترة زمنية تبلغ 23 يومًا على مدار عامين. اكتشف الباحثون حوالي 600 مصدر للأشعة السينية. بعد مقارنة صور الأشعة السينية بالصور البصرية لنفس شريحة السماء بالضبط التي التقطها تلسكوب هابل الفضائي ، تقابل جميع مصادر النقطة 600 تقريبًا المجرات الضوئية ، مما يشير إلى أن الثقوب السوداء التي كانت مصادر لتوقيع الأشعة السينية كانت في مراكز المجرات.
قال براندت: "إن علماء الفلك بالأشعة السينية أفضل حالًا من أي شخص آخر بنحو عشرة أضعاف ، في تحديد هذه النوى المجرية النشطة". "مع مزيد من الوقت يمكننا القيام بعمل أفضل ، والتعمق أكثر".
ما وجده الباحثون هو أن الثقوب السوداء الهائلة أكبر مما كنا نتوقع. ووجدوا أيضًا أن الثقوب السوداء تطورت بشكل مختلف عما توقعه علماء الفلك قبل عمل شاندرا. من خلال الاستقراء من 600 ثقب أسود عثر عليها براند ، يقترح براندت أن هناك حوالي 300 مليون ثقب أسود فائق الكتلة في السماء بأكملها.
أكد وجود العديد من الثقوب السوداء ، أن ما كان يُعتقد سابقًا أنه إشعاع خلفي للأشعة السينية الكونية المنتشر حقًا ، يأتي في الواقع من مصادر ثابتة.
اكتشف علماء الفلك في الستينيات الكوازارات ، وهي ثقوب سوداء بعيدة جدًا ومضيئة للغاية ، في مراكز المجرات. تمت دراسة الكوازارات ، التي كانت تسمى في البداية مصادر الراديو شبه النجمية ، بشكل مكثف. سرعان ما أدرك الباحثون أن بعض هذه الأشياء فقط كانت بواعث راديوية وأنها تشكلت مبكرًا في تاريخ الكون.
قال براندت: "في حين أن النجوم الزائفة مذهلة ، إلا أنها لا تمثل النوى المجرية النشطة النموذجية". "الآن ، باستخدام مراصد شاندرا وغيرها من الأشعة السينية ، يمكننا العثور على ودراسة النوى المعتدلة المعتدلة ، النوى المجرية النشطة النموذجية في الكون البعيد ذو الانزياح الأحمر."
تطورت الكوازارات ونوى المجرة النشطة ذات السطوع المعتدل بشكل مختلف أيضًا. الكوازارات هي ظاهرة المجرات الشابة ، في حين أن النوى المجرية النشطة ذات اللمعان المعتدل بلغت ذروتها في وقت لاحق في الوقت الكوني.
قال براندت: "نرغب في معرفة ما إذا كانت نوى المجرات النشطة تتغير مع الوقت الكوني". "هل تتغذى الثقوب السوداء وتنمو بنفس الطريقة على مدار تاريخ الكون؟"
نظر الباحثون إلى المقدار النسبي من الطاقة الخارجة من الأشعة السينية مقارنة بالأطوال الموجية الأخرى ووجدوا أن هذه النسبة لا تتغير على مدى 13 مليار سنة من الزمن. لقد نظروا إلى أطياف الأشعة السينية ووجدوا أن هذه أيضًا لم تتغير بمرور الوقت.
قال براندت: "على الرغم من التغيرات الهائلة في كثافة الفضاء في الثقوب الخلفية ، فإن المحركات الفردية التي تشغل نوى المجرة النشطة مستقرة بشكل ملحوظ".
يعتقد براندت أن شاندرا يمكن أن تراقب شاندرا ديب فيلد-نورث لفترة أطول من الزمن والحصول على بيانات أكثر حساسية وأعمق. سيؤدي ذلك إلى تسليط الضوء على المجرات المحجوبة حاليًا. كما أنه سيجمع المزيد من الأشعة السينية مما يسمح بتحليل طيف أشعة إكس ومتغيرات أفضل. وباكتشاف أكثر حساسية ، يكتشف الباحثون أيضًا عددًا متزايدًا من المجرات غير النشطة مثل مجرتنا.
قال براندت: "عملت شاندرا بشكل جيد لمدة ست سنوات حتى الآن". "لا يوجد سبب يمنع تشاندرا ونيوتن من المراقبة لمدة 10 سنوات أخرى أو أكثر."
المصدر الأصلي: بيان صحفي من جامعة الأمير سلطان
