عندما تصطدم المجرات ، يمكن أن تحدث كل أنواع الفوضى. على الرغم من أن العملية تستغرق ملايين السنين ، فإن اندماج مجرتين يمكن أن يؤدي إلى اندماج الثقوب السوداء الهائلة (SMBHs ، التي توجد في مراكزها) وتصبح أكبر. يمكن أن يؤدي أيضًا إلى طرد النجوم من مجراتها ، وإرسالها وحتى أنظمتها من الكواكب إلى الفضاء باسم "النجوم المارقة".
ولكن وفقًا لدراسة جديدة أجراها فريق دولي من علماء الفلك ، يبدو أنه في بعض الحالات ، يمكن أيضًا طرد SMBHs من مجراتهم بعد حدوث الاندماج. وباستخدام بيانات من مرصد تشاندرا للأشعة السينية التابع لناسا وغيرها من التلسكوبات ، اكتشف الفريق ما يمكن أن يكون "ثقبًا أسود فائق الكتلة" بعيدًا عن مجرته.
وفقا لدراسة الفريق - التي ظهرت في مجلة الفيزياء الفلكية تحت العنوان A ثقب محتمل الارتداد الهائل ، CXO J101527.2 + 625911 - تم اكتشاف الثقب الأسود المرتد على مسافة حوالي 3.9 مليار سنة ضوئية من الأرض. يبدو أنها جاءت من داخل مجرة إهليلجية ، وتحتوي على ما يعادل 160 مليون مرة من كتلة شمسنا.
وجد الفريق هذا الثقب الأسود أثناء البحث عبر آلاف المجرات عن أدلة على وجود ثقوب سوداء أظهرت علامات على الحركة. ويتكون هذا من غربلة من خلال البيانات التي تم الحصول عليها بواسطة تلسكوب شاندرا بالأشعة السينية لمصادر الأشعة السينية الساطعة - وهي سمة شائعة في SMBHs سريعة النمو - التي لوحظت كجزء من مسح Sloan Digital Sky Survey (SDSS).
ثم نظروا في بيانات هابل لجميع هذه المجرات الساطعة للأشعة السينية لمعرفة ما إذا كانت ستكشف عن ذروتين ساطعتين في مركز أي. ستكون هذه القمم الساطعة مؤشراً واضحاً على وجود زوج من الثقوب السوداء الهائلة ، أو أن الثقب الأسود المتراجع كان يتحرك بعيدًا عن مركز المجرة. أخيرًا ، قام الفلكيون بفحص البيانات الطيفية لـ SDSS ، والتي توضح كيف تختلف كمية الضوء البصري مع طول الموجة.
من كل هذا ، وجد الباحثون دائمًا ما يعتبرونه مرشحًا جيدًا للثقب الأسود المرتد. مع بيانات المساعدة من SDSS وتلسكوب Keck في هاواي ، قرروا أن هذا المرشح كان يقع بالقرب من مركز مجرته ، ولكن تم تعويضه بشكل واضح. ولاحظوا أيضًا أن لها سرعة مختلفة عن المجرة - وهي خصائص تشير إلى أنها تتحرك من تلقاء نفسها.
توضح الصورة أدناه ، التي تم إنشاؤها من بيانات هابل ، النقطتين اللامعتين بالقرب من مركز المجرة. في حين أن الشخص الموجود على اليسار يقع داخل المركز ، يقع الشخص الموجود على اليمين (المتمرد SMBH) على بعد حوالي 3000 سنة ضوئية من المركز. بين الأشعة السينية والبيانات الضوئية ، أشارت جميع المؤشرات إلى أنه ثقب أسود تم طرده من مجرته.
وفيما يتعلق بما يمكن أن يتسبب في ذلك ، غامر الفريق بأن الفتحة الخلفية ربما تكون قد "ارتدت" عندما اصطدمت صغار SMBHs ودمجت. كان من شأن هذا الاصطدام أن يولد موجات جاذبية يمكن أن تدفع بعد ذلك الثقب الأسود خارج مركز المجرة. لقد غامروا أيضًا بأن الثقب الأسود ربما يكون قد تشكل وتم تحريكه من خلال تصادم اثنين من الثقوب السوداء الأصغر.
تفسير آخر محتمل هو أن اثنين من SMBHs يقعان في وسط هذه المجرة ، لكن أحدهما لا ينتج إشعاعًا يمكن اكتشافه - مما يعني أنه ينمو ببطء شديد. ومع ذلك ، يفضل الباحثون التفسير بأن ما لاحظوه هو ثقب أسود مرتد ، لأنه يبدو أكثر اتساقًا مع الأدلة. على سبيل المثال ، أظهرت دراستهم علامات على أن المجرة المضيفة كانت تعاني من بعض الاضطراب في مناطقها الخارجية.
هذا مؤشر محتمل على أن الاندماج بين المجرتين حدث في الماضي القريب نسبيًا. نظرًا لأنه يُعتقد أن عمليات الاندماج SMBH تحدث عند اندماج المجرات المضيفة ، فإن هذا التحفظ يفضل نظرية الثقب الأسود المرتد. بالإضافة إلى ذلك ، أظهرت البيانات أنه في هذه المجرة ، كانت النجوم تتشكل بمعدل مرتفع. يتفق هذا مع المحاكاة الحاسوبية التي تتنبأ بأن دمج المجرات يواجه معدلًا محسنًا لتكوين النجوم.
ولكن بالطبع ، هناك حاجة إلى مزيد من البحوث قبل أن يتم التوصل إلى أي استنتاجات. في غضون ذلك ، من المرجح أن تكون النتائج ذات أهمية خاصة لعلماء الفلك. لا تقتصر هذه الدراسة على ظاهرة نادرة حقًا - وهي SMBH قيد الحركة ، بدلاً من الراحة في مركز المجرة - ولكن الخصائص الفريدة المعنية يمكن أن تساعدنا على معرفة المزيد عن هذه السمات النادرة والغامضة.
أولاً ، يمكن أن تكشف دراسة SMBHs عن المزيد حول معدل واتجاه دوران هذه الأشياء الغامضة قبل دمجها. من هذا ، سيكون الفلكيون قادرين على التنبؤ بشكل أفضل بموعد ومكان SMBHs على وشك الاندماج. دراسة سرعة ارتداد الثقوب السوداء يمكن أن تكشف أيضًا عن معلومات إضافية حول موجات الجاذبية ، والتي يمكن أن تفتح أسرارًا إضافية حول طبيعة الزمكان.
وفوق كل شيء ، مشاهدة الثقب الأسود المرتد هو فرصة لرؤية بعض القوى المدهشة في العمل. بافتراض أن الملاحظات صحيحة ، فلن يكون هناك بلا شك مسوحات متابعة مصممة لمعرفة أين تسافر SMBH وما تأثيرها على البيئة الكونية المحيطة.
منذ السبعينيات ، كان العلماء يعتقدون أن معظم المجرات تحتوي على SMBHs في مركزها. في السنوات والعقود التي تلت ذلك ، أكدت الأبحاث وجود ثقوب سوداء ليس فقط في مركز مجرتنا - القوس A * - ولكن في مركز جميع المجرات الضخمة المعروفة تقريبًا. تتراوح هذه الأجسام بين مئات الآلاف والمليارات من كتل الطاقة الشمسية ، ولها تأثير قوي على المجرات الخاصة بها.
تأكد من الاستمتاع بهذا الفيديو ، مقدمة من مرصد تشاندرا للأشعة السينية:
