للمرة الأولى على الإطلاق، لاحظ الفلكيون ثقبًا أسودًا يستخدم حقلًا مغناطيسيًا لإطعامه

الثقوب السوداء مناطق غامضة كثيفة من الفضاء حيث يوجد الكثير من الجاذبية لا يمكن حتى للضوء أن يفلت منها. لديهم أيضا علاقة غريبة مع المجالات المغناطيسية التي ربما لا تزال أكثر غموضا.

نحن نعلم أن الحقول المغناطيسية تحيط بالعديد من الثقوب السوداء، ولكنها تختلف إلى حد كبير في القوة، ونحن لسنا متأكدين من كيفية أو لماذا تتشكل.

الآن بفضل دراسة جديدة، وقعت قطعة أخرى من هذا اللغز الغريب في مكانها. وللمرة الأولى، لاحظ الفلكيون مجالًا مغناطيسيًا حول ثقب أسود فائق الكتلة يلعب دورًا في التغذية النشطة.

في قلب Cygnus A – مجرة نشطة تبعد 600 مليون سنة ضوئية، وأحد أكثر المصادر الراديو إشراقا في السماء – رأى علماء الفلك دليلاً على أن الحقول المغناطيسية تحبس المادة التي تتغذى على الثقب الأسود الهائل.

هذا يشبه عمل الشبكة الكونية.

وهذا قد يساعد العلماء على معرفة سبب نشاط بعض نويات المجرات بشكل كبير، وإطلاق نفاثات هائلة من مناطقها القطبية، في حين أن البعض الآخر – مثل Sagittarius A *، لا ينشط إلا بشكل متقطع، بينما تبدو أخرى في سبات تمامًا.

ووفقًا للنموذج الموحد، فإن النوى المجرية النشطة – أي، ثقب أسود فائق الكتلة في مركز مجرة يتغذى بنشاط – ستُحاط بقرص تراكمي(القرص المزود هو نوع من الأقراص النجمية الدوارة وهو عبارة عن حزام من الغاز والغبار الكوني يحيط بنجم في طور التكوين غالباً لكن من الممكن أن يكون حول نجم أولي أو قزم أبيض أو نجم نيوتروني أو ثقب أسود ويدور حوله بفعل الجاذبية. جاءت تسميته من أنه يمد نجمه باستمرار بالمادة) من المادة التي تسقط في الثقب الأسود.

خارج هذا القرص التراكمي هو الطارة، أو بنية على شكل دونات، من الغبار والغاز التي تتغذى على القرص المزود.

إن كيفية إنشاء هذا الهيكل، ولماذا يبقى هناك، غير واضحة – لكن ملاحظات Cygnus A تشير إلى أن الحقول المغناطيسية تعمل على تشكيل الطور وإبقائه في مكانه.

تقليديا، كان من الصعب ملاحظة هذه الهياكل في الأطوال الموجية البصرية والإشعاعية، ولكن أداة جديدة حساسة بشكل خاص لانبعاثات الأشعة تحت الحمراء من حبيبات الغبار المتحاذية.

باستخدام كاميرا عالية الدقة والمحمولة عريضة النطاق (HAWC +) على متن مرصد الستراتوسفير للأشعة تحت الحمراء التابع لناسا (SOFIA)، تمكن علماء الفلك من عزل ورصد الطرود المتربة في قلب Cygnus A.

“من المثير دائمًا اكتشاف شيء ما وقال عالم الفلك انريكي لوبيز رودريجيز من مركز العلوم في SOFIA وجمعية أبحاث الفضاء بجامعات جديدة تماما. “هذه الملاحظات من HAWC + فريدة من نوعها. فهي توضح لنا كيف يمكن أن يسهم استقطاب الأشعة تحت الحمراء في دراسة المجرات.”

ليس من الواضح تماما كيفية تشكُل نفاثات الثقوب السوداء. نحن نعرف شيئًا واحدًا، هي لا تنشأ من وراء أفق الحدث، حيث لا يمكن للإشعاع الكهرومغناطيسي الهروب منه.

ويعتقد أن المواد من الحافة الداخلية للقرص المزود تنتقل مرة أخرى، على طول خطوط الحقل المغنطيسي حول السطح الخارجي للثقب الأسود ليتم إخراجها من الأقطاب بسرعات تقترب من الضوء.

ومع ذلك، وجدت دراسة حديثة أن الثقب الأسود المسمى V404 Cygni يحتوي على مجال مغنطيسي أضعف بكثير من المتوقع، على الرغم من النفاثات القوية – مما يعني أن المجالات المغناطيسية التي تتفاعل مع الثقوب السوداء قد لا تكون قوية مثلما كان يعتقد، أو أن هنالك بعض الآليات الأخرى في اللعبة.

وفي كلتا الحالتين، ستكون الملاحظات المستقبلية قادرة على المساعدة في إلقاء بعض الضوء على هذه الديناميكيات المعقدة، وكيف تُشّكل الحقول المغناطيسية البيئات المتطرفة حول الثقوب السوداء الهائلة.

“على سبيل المثال، يكشف HAWC + عن انبعاث أشعة تحت حمراء مستقطبة للغاية من مراكز المجرات النشيطة ولكن ليس من المجرات الهادئة، هذا ما سيدعم فكرة أن الحقول المغناطيسية تنظم تغذية الثقب الأسود وتعزز ثقة الفلكيين في النموذج الموحد المجرات النشيطة”.

المصادر: 1