استخدم علماء الفلك القوة الاستثنائية لتلسكوب هابل الفضائي التابع لناسا للحصول على نظرة غير مسبوقة على قلب نجم زائف، وهو المركز المتوهج لمجرة مدعومة بثقب أسود هائل يلتهم المواد القريبة. تكشف ملاحظات هابل الجديدة عن ميزات مثيرة للاهتمام وغير متوقعة حول النجوم الزائفة.
يمكن لعلماء الفلك الهواة مراقبة جسم غير عادي يعرف باسم 3C273، وهو أبعد جسم تمت ملاحظته على الإطلاق من خلال تلسكوب قياسي في الفناء الخلفي. 3C273 يضيء بنور تريليونات الشموس ويبعد أكثر من 2 مليار سنة ضوئية. واليوم، ندرك أنها النواة المبهرة لمجرة نشطة، مدعومة بثقب أسود هائل يبتلع كميات هائلة من المادة.
ومع ذلك، في عام 1963، كان 3C273 لا يزال لغزًا. وقد درسه عالم الفلك مارتن شميدت بعد أن لاحظ انبعاثاته الراديوية القوية. ومن خلال التلسكوبات الأكثر تقدما في ذلك الوقت، كان يشبه النجم، لكن ضوءه أظهر خصائص غريبة. إن توسع الكون يمتد ضوءه إلى الأطوال الموجية الحمراء، وهي ظاهرة تعرف باسم الانزياح الأحمر الكوني. وهذا يضع 3C273 على بعد 2.5 مليار سنة ضوئية، وهو بعيد جدًا بالنسبة لنجم عادي. قدم اكتشاف شميدت فئة جديدة من الأجسام: الكوازارات، أو الأجسام شبه النجمية. لم يسبق رؤية سطوعها الهائل وإنتاجها من الطاقة من قبل، مما يشكل تحديًا لفهمنا للكون.
قبل عقود من ذلك، في عام 1929، وضع عالم الفيزياء الفلكية السير جيمس جينز نظرية مفادها أن المراكز الساطعة للمجرات قد تكون بمثابة "ثقوب بيضاء"، تنقل المادة من بعد آخر إلى عالمنا. ومع ذلك، فإننا نعلم الآن أن العكس هو الصحيح. يتم تشغيل الكوازارات بواسطة ثقوب سوداء هائلة الحجم، والتي تلتهم المواد المحيطة بها بشراهة. وهي جزء من مجموعة أوسع من النوى المجرية النشطة وهي ضرورية لفهم تكوين وتطور المجرات.
قدمت الملاحظات الأخيرة باستخدام تلسكوب هابل الفضائي رؤى جديدة حول النجوم الزائفة. التقط تصوير هابل الدقيق هياكل غير عادية على بعد 16000 سنة ضوئية من الثقب الأسود 3C273، بما في ذلك الخيوط والفصوص وبنية غامضة على شكل حرف L. وقد يكون بعضها بقايا مجرات تابعة صغيرة سقطت في الثقب الأسود الذي تبلغ كتلته ما يقرب من 900 مليون شمس. هناك ما لا يقل عن مليون نجم زائف منتشرة في جميع أنحاء السماء، وتبقى هذه الأجسام المبهرة مجالا هاما للدراسة. بدأ كل شيء مع 3C273، أول كوازار يتم اكتشافه على الإطلاق، مما فتح الباب لفهم الظواهر الأكثر نشاطًا في الكون.
ووصف بن رين، من مرصد كوت دازور وجامعة كوت دازور في نيس بفرنسا، النتائج بأنها "غريبة". وتقع كل هذه الميزات على بعد 16000 سنة ضوئية من الثقب الأسود، مما يوفر رؤى جديدة للبيئة الفوضوية المحيطة بهذه الظواهر الكونية عالية الطاقة.
قد تكون بعض هذه الأجسام عبارة عن مجرات تابعة صغيرة حول الثقب الأسود، لذا يمكنها توفير المواد المتراكمة في الثقب الأسود المركزي الهائل، مما يؤدي إلى تشغيل المنارة الساطعة. "بفضل قوة رصد هابل، نفتح أبوابًا جديدة لفهم النجوم الزائفة. زملائي متحمسون لأنهم لم يروا مثل هذا القدر من التفاصيل من قبل."
تظهر النجوم الزائفة كمصادر نقطية للضوء في السماء (ومن هنا جاء اسم الكوازار). تم تأكيد الكوازار في الدراسة الجديدة، 3C273، كأول كوازار من قبل عالم الفلك مارتن شميدت في عام 1963. وهو يبعد 2.5 مليار سنة ضوئية عن الأرض، وهو بعيد جدًا بالنسبة للنجوم. يجب أن تكون طاقتها تفوق الخيال، كما أن لمعانها أكثر سطوعًا بعشر مرات من ألمع المجرة الإهليلجية العملاقة. وهذا يفتح لغزًا جديدًا غير متوقع في علم الكونيات: ما الذي يدفع إلى إنتاج مثل هذه الكميات الهائلة من الطاقة؟ ومن المحتمل أن يكون السبب هو تراكم المادة في الثقب الأسود.
في عام 1994، كشف منظور هابل المتطور أن البيئة المحيطة بالكوازارات كانت أكثر تعقيدًا بكثير مما كان متوقعًا في البداية. وتظهر الصورة حدوث تصادمات واندماجات مجرية بين الكوازار والمجرة المرافقة، وسقوط طبقات من الحطام على الثقب الأسود الهائل. أدى هذا إلى إعادة إشعال الثقوب السوداء الضخمة التي تزود الكوازارات بالطاقة.
بالنسبة إلى هابل، فإن التحديق في النجم الكوازار 3C273 يشبه النظر مباشرة في وهج المصابيح الأمامية للسيارة ومحاولة رؤية نملة تزحف حول الحواف المحيطة به. يصدر هذا الكوازار طاقة تعادل آلاف المرات طاقة كل النجوم في المجرة. ويعد 3C273 أحد أقرب النجوم الزائفة إلى الأرض، حيث يقع على بعد 2.5 مليار سنة ضوئية. (لو كان قريبًا جدًا من الأرض، على بعد بضع عشرات من السنين الضوئية فقط، لكان ساطعًا مثل الشمس في السماء!).
يمكن لأداة STIS الخاصة بـ Hubble أن تعمل بمثابة الإكليل، حيث تحجب الضوء من مصدر مركزي، على غرار الطريقة التي يحجب بها القمر وهج الشمس أثناء كسوف الشمس الكلي. استخدم علماء الفلك STIS للكشف عن أقراص الغبار حول النجوم لفهم تكوين أنظمة الكواكب، والآن يمكنهم استخدام STIS لفهم المجرات المضيفة للكوازارات بشكل أفضل. يسمح جهاز Hubble Coronal Imager لعلماء الفلك بالاقتراب ثماني مرات من الثقب الأسود أكثر من أي وقت مضى.
حصل العلماء على رؤية نادرة لتدفق المواد خارج المجرة الذي يبلغ طوله 300 ألف سنة ضوئية، والذي ينفجر عبر الفضاء بسرعة تقارب سرعة الضوء. من خلال مقارنة بيانات الكوروناغراف الخاصة بـ STIS مع صور STIS المؤرشفة بفارق 22 عامًا، خلص فريق بحث بقيادة Ren Xiaoping إلى أن الطائرة تتحرك بشكل أسرع أثناء تحركها بعيدًا عن هذا الثقب الأسود الوحشي.
"من خلال الهياكل المكانية الدقيقة والحركات النفاثة، يسد هابل الفجوة بين قياسات التداخل الراديوي صغيرة الحجم وعمليات رصد التصوير البصري واسعة النطاق، حتى نتمكن من اتخاذ خطوة نحو فهم أكثر شمولاً للتشكل المضيف للكوازارات. كانت ملاحظاتنا السابقة محدودة للغاية، لكن هابل يسمح لنا بفهم أشكال النجوم الزائفة المعقدة وتفاعلات المجرات بالتفصيل. وفي المستقبل، قد توفر لنا عمليات الرصد الإضافية لـ 3C273 في ضوء الأشعة تحت الحمراء باستخدام تلسكوب جيمس ويب الفضائي المزيد قال رن: "أدلة".
هناك ما لا يقل عن مليون النجوم الزائفة المنتشرة في السماء. إنها بمثابة "أضواء كاشفة" خلفية مفيدة لمختلف الملاحظات الفلكية. كانت الكوازارات أكثر وفرة بعد حوالي 3 مليارات سنة من الانفجار الكبير، عندما كانت اصطدامات المجرات أكثر شيوعًا.
لقد كان تلسكوب هابل الفضائي حجر الزاوية في الاكتشافات الفلكية لأكثر من ثلاثة عقود، مما أحدث ثورة في فهمنا للكون. بالتعاون بين وكالة ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية (ESA)، يدور هابل حول الأرض، ويلتقط صورًا وبيانات مذهلة تعمق فهمنا للظواهر الكونية، من المجرات البعيدة إلى الثقوب السوداء.
تعد عمليات هابل، التي يديرها مركز غودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا في ماريلاند وبدعم من شركة لوكهيد مارتن لرحلات الفضاء في دنفر، بمثابة شهادة على العمل الجماعي الدولي والهندسة المتقدمة. يتم إجراء العمليات العلمية للتلسكوب من قبل معهد علوم التلسكوب الفضائي (STScI) في بالتيمور، والذي يديره رابطة الجامعات لأبحاث علم الفلك. ومن خلال اكتشافاته الرائدة، يظل هابل أداة أساسية في استكشاف الكون وقد ألهم أجيالًا من العلماء والمتحمسين.
تم تجميعها من /ScitechDaily