مجرة نادرة بها ثلاثة ثقوب سوداء تقود العلماء لأضخم الأجسام في الكون
اكتشف الباحثون الذين يدرسون اندماج مجرة نادر مع ثلاثة ثقوب سوداء فائقة الكتلة في مركزها أخيرًا أصول هذه الوحوش الكونية.
باستخدام محاكاة كونية عالية الدقة تسمى أستريد ، وضع الفريق البحثي نموذجًا لتطور الكون كما ظهر منذ حوالي 11 مليار سنة.
في المحاكاة ، شهد الفريق ولادة ثقب أسود فائق الكتلة بعد اندماج المجرات الثلاث احتوت كل من هذه المجرات على الكوازار الخاص بها ، وهو ثقب أسود فائق الكتلة يتغذى على الغاز ويطلق نوبات إشعاع هائلة يمكنها أن تتفوق على كل النجوم في مجراتها المضيفة مجتمعة.
عندما اجتمعت الكوازارات الثلاثية ، شكلوا ثقبًا أسودًا أكثر ضخامة بينما أطلقوا في نفس الوقت نوبة تغذية سمحت للكائن المدمج بالوصول إلى حالة فائقة الكتلة.
قال مسئول الدراسة الرئيسي يويينج ني:" وجدنا نظامًا نادرًا جدًا يحتوي على كوازار ثلاثي في عصر الظهيرة الكونية - منذ حوالي 11 مليار سنة عندما وصلت المجرات والثقوب السوداء فائقة الكتلة إلى ذروة نشاطها".
بينما قال زميل ما بعد الدكتوراه في مركز هارفارد سميثسونيان للفيزياء الفلكية ، لموقع" Live Science "يتكون النظام من ثلاثة كوازارات ساطعة مدعومة بالثقوب السوداء الهائلة ، كل منها يقيم في مجرات ضخمة تبلغ كتلتها حوالي 10 أضعاف كتلة مجرتنا درب التبانة.
أظهرت محاكاة الفريق أن الكوازارات الثلاثية قد اندمجت على مدار 150 مليون سنة وشكلت أكبر ثقب أسود في المحاكاة بأكملها ، بكتلة تزيد عن 300 مليار ضعف كتلة الشمس - أو أكثر من كل نجم في مجرة درب التبانة مجتمعة ، وفقا لني.
وقال ني "هذا يشير إلى قناة تشكيل محتملة لهذه الثقوب السوداء فائقة الكتلة من خلال أحداث الاندماج الشديدة للعديد من الثقوب السوداء الهائلة".
قد تفسر ندرة أنظمة الكوازارات الثلاثية سبب كون الثقوب السوداء فائقة الكتلة في الكون أمرًا بعيد المنال.
وأوضح ني أنه "على الرغم من أننا نتوقع عمومًا أن تستضيف أنظمة أكثر ضخامة عددًا أكبر من الثقوب السوداء الضخمة ، إلا أن الثقوب السوداء فائقة الكتلة بعيدة المنال ، لأن نمو الثقب الأسود هو عملية ذاتية التنظيم تمامًا، في نظام مجرة معزولة ، عندما ينمو الثقب الأسود بشكل كبير بدرجة كافية ، فإنه سيرسب ردود فعل قوية على محيطه ويحد من نفسه من المزيد من النمو السريع."
بعبارة أخرى ، يتوقع علماء الفلك أن تكوين ثقب أسود فائق الكتلة بكتلة حتى في الطرف السفلي من الطيف (حوالي 10 مليارات ضعف كتلة الشمس) لن يحدث إلا في سيناريوهات نادرة جدًا ومتطرفة.
في هذه الحالة ، يأتي ذلك في شكل عمليات اندماج متكررة لثلاث مجرات ضخمة جدا
لعمل متابعة ، يعتزم الفريق إجراء تحليل إحصائي لأنظمة الكوازارات المتعددة في محاكاة ASTRID لدراسة خصائص المجرات المضيفة ، وإجراء ملاحظات ، وتتبع كيفية تطور الثقب الأسود فائق الكتلة والمجرة المضيفة مع تطور عائدات المحاكاة.