لسنوات ، كان الفلكي كارل جيبهاردت وطالب الدراسات العليا جيريمي مورفي في جامعة تكساس في أوستن يبحثون عن الثقوب السوداء - التركيز الكثيف للمادة في مركز المجرات. ووجدوا ثقبًا أسود يزن 6.7 مليار مرة كتلة شمسنا في مركز المجرة M87.
لكنهم الآن حطموا الرقم القياسي الخاص بهم. بدمج البيانات الجديدة من الملاحظات المتعددة ، لم يعثروا على ثقب واحد فائق الكتلة ولكن اثنتين يزن كل منهما ما يصل إلى 10 مليار صن.
قال جبهارت: "إنهم يكبرون باستمرار".
الثقوب السوداء مصنوعة من مواد معبأة بكثافة عالية. إنهم ينتجون مجال جاذبية قوي بحيث لا يمكن للضوء أن يهرب. لأنه لا يمكن رؤيتها مباشرة ، يجد الفلكيون ثقوبًا سوداء من خلال رسم مدارات النجوم حول هذه الكتل العملاقة غير المرئية. يمكن لشكل وحجم مدارات هذه النجوم تحديد كتلة الثقب الأسود.
غالبًا ما تترك النجوم المتفجرة التي تسمى المستعرات الأعظمية ثقوبًا سوداء خلفها ، لكن هذه النجوم تزن فقط وزن النجم الواحد. الثقوب السوداء بلايين المرات نمت كتلة شمسنا لتكون كبيرة جدًا. على الأرجح ، استهلك ثقب أسود عادي آخرًا ، وأسر أعدادًا هائلة من النجوم والكمية الهائلة من الغازات التي تحتوي عليها ، أو نتيجة اصطدام مجرتين. كلما كان التصادم أكبر ، كان الثقب الأسود أكثر ضخامة.
توجد الثقوب السوداء الهائلة التي وجدها جيبهارت ومورفي في مركز مجرتين على بعد أكثر من 300 مليون سنة ضوئية من الأرض. يوجد واحد يزن 9.7 مليار كتلة شمسية في المجرة الإهليلجية NGC 3842 ، ألمع المجرة في مجموعة ليو من المجرات على بعد 320 مليون سنة ضوئية في اتجاه كوكبة ليو. والأخرى كبيرة أو أكبر وتقع في المجرة الإهليلجية NGC 4889 ، المجرة الأكثر سطوعًا في عنقود كوما على بعد 336 مليون سنة ضوئية من الأرض في اتجاه كوكبة كوما بيرينيسيس.
لكل من هذه الثقوب السوداء أفق حدث - نقطة اللاعودة حيث لا شيء ، ولا حتى الضوء يمكنه الهروب من جاذبيته - أكبر 200 مرة من مدار الأرض (أو خمس مرات مدار بلوتو). هذا محير للعقل 29،929،600،000 كيلومتر أو 18،597،391،235 ميل. ما وراء أفق الحدث ، لكل منها تأثير جاذبية يمتد لأكثر من 4000 سنة ضوئية في كل اتجاه.
للمقارنة ، يحتوي الثقب الأسود في مركز مجرتنا درب التبانة على أفق الحدث فقط خمس مدار عطارد - حوالي 1160000 كيلومتر أو 7207905 أميال. هذه الثقوب السوداء الهائلة أضخم 2500 مرة من ثقبنا.
وجد جيبهارت ومورفي الثقوب السوداء الهائلة من خلال الجمع بين البيانات من مصادر متعددة. كشفت الملاحظات من تلسكوبات Gemini و Keck عن أصغر وأعمق الأجزاء من هذه المجرات في حين كشفت البيانات من جورج وسينثيا ميتشل سبكتروغراف على تليسكوب هارلان سميث 2.7 متر أكبر مناطقها وأبعدها.
كان تجميع كل شيء لاستخلاص كتلة الثقوب السوداء يمثل تحديًا. قال غيبهاردت: "كنا بحاجة إلى محاكاة حاسوبية يمكنها استيعاب مثل هذه التغييرات الضخمة في الحجم". "لا يمكن القيام بذلك إلا على جهاز كمبيوتر فائق."
لكن المردود لا ينتهي بإيجاد مركز المجرات الضخم هذا. هذا الاكتشاف له آثار أكثر أهمية. قال غيبهاردت "إنها تخبرنا شيئًا أساسيًا حول كيفية تشكل المجرات".
يمكن أن تكون هذه الثقوب السوداء بقايا مظلمة للمجرات الساطعة سابقًا تسمى الكوازارات. كان الكون المبكر مليئًا بالكوازارات ، ويعتقد أن البعض كان مدعومًا بالثقوب السوداء 10 مليارات كتلة شمسية أو أكثر. كان الفلكيون يتساءلون إلى أين اختفت هذه المراكز المجرية الفائقة الكتلة منذ ذلك الحين.
ربما وجد جيبهاردت ومورفي قطعة رئيسية في حل اللغز. قد يلقي ثقبان أسودان هائلان الضوء على كيفية تفاعل الثقوب السوداء ومجراتهما منذ بداية الكون. قد تكون حلقة مفقودة بين الكوازارات القديمة والثقوب السوداء الهائلة الحديثة.
المصدر: بيان صحفي لمرصد ماكدونالد.
