باستخدام تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST)، اكتشف علماء الفلك أقدم رياح قوية “على نطاق المجرة” تهب من نجم زائف مدعوم بثقب أسود هائل. تدفع الرياح القوية الغاز والغبار إلى خارج مجرتها بسرعات لا تصدق، مما يؤدي إلى مقتل نجمها المضيف.
يقع الكوازار المسمى J1007 + 2115 بعيدًا، بعد 700 مليون سنة فقط من الانفجار الكبير، عندما كان عمر الكون 13.8 مليار سنة 5٪ فقط من عمره الحالي. على الرغم من أن هذا يجعل J1007 + 2115 ثالث نجم زائف تم رصده على الإطلاق، إلا أنه أول نجم زائف يتم ملاحظته مع تدفق رياح قوية على نطاق بين النجوم منه.
إن التدفقات الخارجة من هذه النجوم الزائفة رائعة ليس فقط بسبب قدمها. تمتد الرياح القادمة من J1007+2115 مسافة مذهلة تبلغ 7500 سنة ضوئية من الثقب الأسود، أي ما يعادل حوالي 25 نظامًا شمسيًا مصطفًا جنبًا إلى جنب. وقال الباحثون إن المادة التي يمزقونها كل عام تعادل 300 شمس بسرعة 6000 مرة ضعف سرعة الضوء.
وقال قائد فريق الاكتشاف والباحث في جامعة أريزونا ويش ليو لموقع Space.com: “هذا هو ثالث أقدم نجم زائف وثالث أبعد نجم زائف مدعوم بثقب أسود هائل معروف اليوم”. “على حد علمنا، فإن هذه الرياح التي يحركها الكوازار على نطاق المجرة هي الأولى المعروفة حاليًا.”
متعلق ب: كيف قتلت النجوم الزائفة التي تعمل بالثقب الأسود المجرات المجاورة في الكون المبكر
يمكن للرياح الصادرة عن هذا الثقب الأسود المركزي المغذّي أن تكون قوية بما يكفي “لقتل” المجرة المضيفة عن طريق حرمانها من المواد التي تحتاجها لتلد نجومًا جديدة، وتدورها بسرعة 6000 مرة ضعف سرعة الصوت.
كيف تحصل الثقوب السوداء الهائلة على الهواء
يُعتقد أن جميع المجرات الكبيرة تحتوي على ثقب أسود هائل في قلبها، والذي تبلغ كتلته ملايين ومليارات المرات من كتلة الشمس. ولكن ليس كل هذه الثقوب السوداء تزود النجوم الزائفة بالطاقة، وهي ألمع مصادر الضوء في الكون.
وذلك لأن بعض الثقوب السوداء فائقة الكتلة لا تكون محاطة بكميات كبيرة من الغاز والغبار التي يمكن أن تأكلها. على سبيل المثال، الثقب الأسود الهائل الموجود في قلب مجرتنا القوس A* (Sgr A*) هادئ وباهت.
وتحيط بالثقوب السوداء الهائلة الأخرى مواد تدور حولها في سحابة مسطحة تغذيها تدريجيا. يسبب تأثير الجاذبية الهائل للثقب الأسود المركزي احتكاكًا قويًا في الأقراص المتراكمة، مما يؤدي إلى تسخين المادة وجعلها تتوهج بشكل ساطع.
تسمى هذه المناطق بالنوى المجرية النشطة (AGNs)، وهي شديدة السطوع لدرجة أنها يمكن أن تتفوق على اللمعان المشترك لكل نجم في المجرة المحيطة بها. عند رؤيتها من مسافات بعيدة، تسمى هذه المناطق “الكوازارات”.
وللإشعاع القوي المنبعث من الأقراص المتراكمة أيضًا تأثير آخر: فهو يدفع المواد مثل الغاز والغبار حول النوى المجرية النشطة. تدفع رياح الكوازار هذه الغاز والغبار بعيدًا عن المجرة الشاسعة المضيفة للكوازار.
بمساعدة تلسكوب جيمس ويب الفضائي، تمكن الباحثون من رؤية المادة الموجودة في رياح الكوازار من J1007 + 2115 وهي تسير بسرعة مذهلة تبلغ 4.7 مليون ميل في الساعة (7.6 مليون كيلومتر). وكما يمكنك أن تتخيل، فإن مثل هذه الرياح القوية والمتداخلة تحمل كميات هائلة من المواد. وقال ليو إن رياح الكوازار من J1007 + 2115 تحمل مواد ذات كتلة تعادل 300 شمس كل عام.
تمت رؤية الغاز الجزيئي الكثيف بين النجوم والغبار الذي يتكون من J1007 + 2115، اللبنات الأساسية للنجوم، بواسطة تلسكوب جيمس ويب الفضائي. تنتج المجرة نجومًا بمعدل يتراوح بين 80 إلى 250 كتلة شمسية كل عام. لكن ضوء تلك المجرة كان يسافر نحونا منذ 13.1 مليار سنة، مما يعني أنه قد يكون مختلفًا تمامًا الآن. وعلى وجه الخصوص، وبفضل رياح الكوازار هذه، قد لا يستمر نشاط الانفجار النجمي لفترة طويلة.
يؤدي تدفق الغاز والغبار عبر هذه الرياح الكوازارية أيضًا إلى قطع إمدادات الغذاء عن الثقب الأسود الهائل الذي يحركها. وهذا يعني أن نمو ثقب أسود تقدر كتلته بمليار شمس ربما توقف أيضًا.
وقال ليو “الرياح تدفع الكثير من الغاز.” “وهذا يمكن أن يمنع نشاط تكوين النجوم في المجرة، والذي يتطلب الغاز لتشكيل النجوم، وأيضا منع نمو ثقب أسود هائل، الأمر الذي يتطلب تراكم الغاز.”
وهذا يعني أن هذه المجرة المبكرة أصبحت الآن مجرة ميتة ولم تنمو كثيرًا نتيجة لتطهير المواد المكونة للنجوم وتقليل ولادة النجوم.
متعلق ب: ألمع نجم زائف على الإطلاق يستمد طاقته من ثقب أسود يلتهم “شمسًا يوميًا”
لم يدرس الفريق رياح الكوازار وتأثيرها على المجرات المضيفة لها. وسوف يستمرون في البحث عنها، وقد يجدون المزيد منها في أقل من مليار سنة منذ الانفجار الكبير.
“نحن نهدف الآن إلى البحث عن مثل هذه الرياح التي تحركها النجوم الزائفة على نطاق بين النجوم.
واختتم ليو كلامه بالقول: “تعرف على الكون الأقدم وخصائصه كسكان”.
تتوفر نسخة مطبوعة مسبقًا من بحث الفريق في مستودع الورق arXiv.