اندماج نادر لثلاثة ثقوب سوداء فائقة الكتلة رصدها علماء الفيزياء الفلكية الهنود

اندماج نادر لثلاثة فائقة الضخامة الثقوب السوداء تم رصده من قبل فريق من علماء الفيزياء الفلكية في الهند. كانوا يراقبون اندماج مجرتين تدعى NGC7733 و NGC 7734 في جوارنا السماوي عندما اكتشفوا انبعاثات غير عادية من مركز الأخير وحركة غريبة لتكتل ساطع كبير بداخله ، له سرعة مختلفة عن NGC7733. استنتاجًا أن هذه كانت مجرة ​​منفصلة ، أطلق عليها العلماء اسم NGC7733N. توجد ثقوب سوداء فائقة الكتلة ، يبلغ حجمها عدة ملايين من الكتل الشمسية ، في مراكز المجرات ، وتُعرف باسم نوى المجرة النشطة. نظرًا لأنها “تجمع” المادة ، غالبًا ما يكون لها وهج حولها يمكن ملاحظته باستخدام التحليل الطيفي للضوء.

كانت الثقوب السوداء الثلاثة المندمجة جزءًا من مجرات في كوكبة الطوقان. إنهم بعيدون جدًا عندما تعتقد أن أقرب مجرة ​​مجرة ​​- مجرة ​​أندروميدا تبعد 2.5 مليون سنة ضوئية. ومع ذلك ، تصف الورقة هذه بالمجرات القريبة. “في علم الفلك كل شيء نسبي. عندما ندرس النظام الشمسي ، نقول إن عطارد أقرب والمشتري بعيد … مقارنة بأقرب مجرة ​​أندروميدا ، فإن المجرات NGC7733 و 7734 و 7733 N بعيدة جدًا ، ولكن بالمقارنة مع حجم الكون فهي مجرات قريبة ، ” جيوتي ياداف ، طالب دكتوراه في المعهد الهندي للفيزياء الفلكية والمؤلف الأول للورقة البحثية التي نُشرت كرسالة في مجلة علم الفلك والفيزياء الفلكية.

استخدمت الدراسة بيانات من تلسكوب التصوير فوق البنفسجي (UVIT) على متن أول مرصد فضائي هندي ASTROSAT ، وهو التلسكوب البصري الأوروبي المتكامل للمجال المسمى MUSE المثبت على التلسكوب الكبير جدًا (VLT) في تشيلي وصور الأشعة تحت الحمراء من التلسكوب البصري (IRSF) في جنوب أفريقيا.

في بريد إلكتروني إلى الهندوس، موسومي داس من المعهد الهندي للفيزياء الفلكية ، يقول مؤلف الورقة إنهم كانوا يدرسون نوى المجرة النشطة في اثنين منعت ضخمة المجرات الحلزونية NGC7733 و NGC7734 وأن اكتشاف المجرتين الثالثة كان مفاجئًا. يقول الدكتور داس: “كان الأمر أشبه بشراء اثنين واحصل على واحدة مجانًا”. “أكد الباحث الرئيسي للمشروع شكوكنا باستخدام البيانات الطيفية من تلسكوب أوروبي يسمى MUSE في تشيلي.”

رصدت المجموعة هذه المجرات بواسطة تلسكوب الأشعة تحت الحمراء القريب في جنوب إفريقيا. “ثم ، في وقت لاحق ، نظرًا لأنها بدت مثيرة للاهتمام ، لاحظناها أيضًا باستخدام UVIT [onboard ASTROSAT]”يقول الدكتور داس. “وجدنا أيضًا بيانات بصرية في أرشيف MUSE. لذلك ، لم يكن علينا إجراء التحليل الطيفي البصري “.

فرسخ نهائي

في بيان صادر عن مكتب المعلومات الصحفية ، أوضح الفريق أنه في حالة اصطدام مجرتين ، فإن ثقبهما الأسود سيقترب أيضًا من خلال نقل الطاقة الحركية إلى الغاز المحيط. تتناقص المسافة بين الثقوب السوداء بمرور الوقت حتى يصبح الفاصل حول فرسخ فلكي (3.26 سنة ضوئية). عندئذٍ يصبح الثقبان الأسودان غير قادرين على فقد أي طاقة حركية أخرى للاقتراب والاندماج. يُعرف هذا بمشكلة الفرسخ الأخيرة. يمكن لوجود ثقب أسود ثالث أن يحل هذه المشكلة. يوضح الدكتور داس: “يمكن أن يقترب الاثنان عندما يمر ثقب أسود آخر أو نجم ويأخذ بعضًا من الزخم الزاوي المشترك بينهما”. وهكذا ، فإن الثقوب السوداء المندمجة المزدوجة تندمج مع بعضها البعض في وجود الثلث.

تم اكتشاف العديد من نوى المجرة النشطة (AGN ، ثقب أسود فائق الكتلة في مركز المجرة) في الماضي ، لكن النوى المجرية ثلاثية النوى نادرة للغاية ، ولم يتم اكتشاف سوى عدد قليل قبل استخدام ملاحظات الأشعة السينية. “الثقوب السوداء المتراكمة المتعددة [AGN] ربما أكثر شيوعًا في كوننا وشائع بشكل خاص في مجموعات المجرات. لذا فإن نمو الثقوب السوداء قد يكون مدفوعًا بمثل هذه الاندماجات في مجموعات. هذا هو الاكتشاف الثالث فقط لمثل هذا النظام.

“اللافت في هذا العمل هو استخدام عدة تلسكوبات حول العالم (وواحد في الفضاء) لتحديد وجود 3 نوى مجرية. في الواقع ، يعد هذا الاستخدام للتلسكوبات المتعددة ونطاقات المراقبة أمرًا ضروريًا لإجراء بحث فلكي جيد. يوضح هذا أيضًا كيف أن الفيزياء الفلكية هي علم تعاوني حقًا ، “كما تقول بريتي خارب ، التي تعمل مع المركز الوطني للفيزياء الفلكية الراديوية – معهد تاتا للأبحاث الأساسية (NCRA-TIFR) ، بوني ، الذي لم يشارك في هذا العمل.