اكتشف علماء الفلك ما قد يكون أكبر ثقب أسود تم اكتشافه على الإطلاق، حيث تبلغ كتلته 36 مليار مرة كتلة الشمس. ويقع هذا الثقب الأسود الضخم في مركز مجرة حدوة الحصان في الكون، على بعد حوالي 5 مليارات سنة ضوئية من الأرض، وتبلغ كتلته ما يقرب من 10 آلاف مرة كتلة الثقب الأسود الموجود في مركز مجرتنا درب التبانة.
وتعاون علماء من جامعة بورتسموث وجامعة ريو غراندي دو سول الفيدرالية في البرازيل في البحث الذي نُشر في الإشعارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية.
تتميز المجرات الكونية على شكل حدوة الحصان بكتلتها الضخمة، والتي تؤدي إلى انحناء الضوء القادم من المجرات البعيدة. تُعرف هذه الظاهرة بحلقة أينشتاين، ومن هنا جاء اسم المجرة.
ويعتقد الباحثون أن الثقوب السوداء الهائلة بهذا الحجم توجد عادةً في أكبر المجرات في الكون، والتي تُعرف باسم مجموعات المجرات الأحفورية - وهي بقايا عدة مجرات أصغر اندمجت مع مرور الوقت. مجرة حدوة الحصان الكونية هي المجرة الساطعة الوحيدة الباقية في المجموعة، مما يشير إلى أنها التهمت مجرات أخرى في الماضي.
لقياس كتلة الثقب الأسود، يستخدم علماء الفلك طريقتين. الأول هو عدسة الجاذبية، الذي يدرس كيفية انحناء جاذبية المجرة للضوء المار. والثاني هو علم الحركة النجمي، الذي يحلل سرعة وأنماط حركة النجوم القريبة من الثقب الأسود.
تعتبر حدوة الحصان الكونية واحدة من أفضل الأمثلة على حلقة أينشتاين، وهي مجرة عدسية تشكلت من خلال المحاذاة الدقيقة لمجرتين.
عادةً ما يكون تتبع حركة النجوم هو الطريقة الأكثر موثوقية لقياس كتلة الثقب الأسود، لكن هذه الطريقة أقل فعالية بالنسبة للمجرات البعيدة جدًا. ومن خلال الجمع بين الحركية النجمية وعدسة الجاذبية، تمكن الفريق من قياس كتلة الثقوب السوداء على مسافات أكبر من المعتاد.
وقال توماس كوليت، الأستاذ في جامعة بورتسموث وأحد مؤلفي الورقة: "هذا واحد من أضخم عشرة ثقوب سوداء تم اكتشافها حتى الآن، وربما يكون الثقب الأسود الأكثر ضخامة".
وأوضح كوليت أن معظم طرق قياس كتل الثقب الأسود تكون غير مباشرة وغالبا ما تخضع لعدم اليقين، لذلك نادرا ما يعرف العلماء على وجه اليقين أي ثقب أسود هو الأكبر. وقال: "بفضل طريقتنا الجديدة، أصبح لدينا يقين أكبر بشأن كتلة هذا الثقب الأسود".
الثقب الأسود خامل حاليًا، مما يعني أنه لا يراكم مادة جديدة بشكل نشط، مما يجعل اكتشافه أكثر روعة. وقال كارلوس ميلو، الباحث الرئيسي في UFRGS: "تم هذا الاكتشاف لثقب أسود خامل، أي ثقب أسود لم يكن يراكم المواد بشكل نشط في وقت المراقبة". "يعتمد اكتشافه كليًا على قوة جاذبيته الهائلة وتأثيره على البيئة المحيطة به."
وأشار ميلو إلى أن طريقتهم يمكن أن تساعد العلماء على اكتشاف وقياس الثقوب السوداء الهائلة المخفية الأخرى في الكون، حتى لو كانت صامتة.
ويعتقد فريق البحث أن الثقوب السوداء الموجودة في "حدوة الحصان الكوني" نمت إلى حجمها الشديد الحالي من خلال سلسلة من عمليات اندماج المجرات. في مثل هذا النظام، تتحد المجرة وثقبها الأسود المركزي مع مرور الوقت لتكوين ثقب أسود واحد فائق الكتلة.
وقالت كوليت: "من المحتمل أن جميع الثقوب السوداء الهائلة التي كانت في الأصل في المجرات المرافقة قد اندمجت الآن لتشكل الثقب الأسود الهائل الذي اكتشفناه". "إننا نشهد الحالة النهائية لتكوين المجرة، والحالة النهائية لتكوين الثقب الأسود."
ويكشف هذا الاكتشاف عن ثقب أسود قريب من الحد النظري للكتلة، ويوضح طريقة جديدة قوية للعثور على ثقوب سوداء مماثلة. ويخطط الفريق الآن لدمج طريقتهم مع بيانات من تلسكوب إقليدس التابع لوكالة الفضاء الأوروبية للبحث عن المزيد من النجوم العملاقة المخفية ودراسة كيفية تأثير هذه الثقوب السوداء على نمو وتطور المجرات.