في دراسة جديدة قادها عالم الفلك بجامعة سنترال لانكشاير د. لسنوات عديدة ، اعتقد علماء الفلك أن الثقوب السوداء اكتسبت كتلة عندما اندمجت المجرات المضيفة ، لكن تقنيات النمذجة الجديدة تظهر الآن أن الثقوب السوداء في المجرات اللولبية مجبرة على الكتلة.
"كشفت ملاحظات تلسكوب هابل الفضائي الأخيرة (HST) أن غالبية نوى المجرات النشطة (AGN) مقيمة في مجرات القرص المعزولة ، على عكس التوقعات المعتادة بأن AGN يتم تشغيلها بواسطة عمليات الاندماج." يقول Debattista. "هنا نطور اختبارًا جديدًا للتطور الكوني للثقوب السوداء الفائقة الكتلة (SMBHs) في مجرات الأقراص من خلال مراعاة السكان المحليين لهذه الخلايا. نبين أن النمو الكبير لـ SMBH في المجرات اللولبية مطلوب مع تجميع الأقراص ".
عند وزنها ما بين مليون إلى مليار مرة من الشمس ، ستبدو الثقوب السوداء الموجودة في قلب معظم المجرات تكتسب بمعدلات أسرع بكثير من المتوقع. هذه ليست مجرد استثناءات - أشبه بالقواعد. حتى الثقب الأسود الهادئ لدرب التبانة قد يكتسب كتلة أكبر من كتلة الشمس كل 3000 عام. أظهرت الملاحظات السابقة نموًا أثناء أحداث التصادم ، عندما تصبح كميات ضخمة من الغاز حول الثقب الأسود ساخنة جدًا وتتألق كنواة مجرة نشطة. هذه عملية يمكن رصدها في الوراء مثل التكوينات الأولى في عالمنا. ومع ذلك ، فإن هذه المحاكاة الجديدة تعطي نظرة ثاقبة للنمو على نطاق واسع دون الحاجة إلى العنف.
"تتكون العينة المختارة بالأشعة السينية من لمعان معتدل AGN من أكثر من 50٪ من المجرات القرصية ، مع وجود عمليات اندماج مستمرة لا تظهر بشكل متكرر أكثر من المجرات غير النشطة." يشرح فريق البحث. "يُظهر البعض أنه حتى الكوازارات التي يتم حجبها بشكل كبير يتم استضافتها إلى حد كبير بواسطة الأقراص ، وليس من خلال عمليات الاندماج. دراسات تكوين النجوم باستخدام هيرشيل تجد أن معدلات تكوين النجوم المحددة لمضيفات AGN المختارة بالأشعة السينية لا تختلف عن تلك الخاصة بالمجرات غير النشطة ، مما يشير أيضًا إلى أن مضيفي AGN لا يخضعون لسلوكيات مختلفة بشكل أساسي "
إن تقنيات النمذجة هذه ، مقترنة بالملاحظات الحالية التي تتم باستخدام تلسكوب هابل الفضائي ، تعطي مصداقية للنظرية القائلة بأن الثقوب السوداء يمكن أن تكتسب كتلة كبيرة حتى في المجرات اللولبية "الهادئة". في الواقع ، هناك احتمال قوي بأن AGNs الموجودة في بعض المجرات اللولبية قد يفوق عدد عمليات اندماج المجرات. لجعل هذا المفهوم أكثر إثارة ، يتوقع علماء الفلك حدثًا في وقت لاحق من هذا العام في مجرتنا - حدث حيث ستواجه سحابة غاز بالقرب من نواة درب التبانة ثقب أسود مركزي خاص بنا. وفقًا للتنبؤات ، قد يستغرق ثقبنا الأسود ما يصل إلى 15 كتلة أرضية في فترة 10 سنوات من هذه السحابة.
ومع ذلك ، فإن مفهوم نمو الثقب الأسود ليس جديدًا تمامًا. وفقًا لبحث آخر تم إجراؤه باستخدام تلسكوب هابل الفضائي بقيادة الدكتور ستيليوس كازانتزيديس من جامعة ولاية أوهايو والأستاذ فرانك سي فان دن بوش من جامعة ييل ، فقد حددوا سابقًا خصائص الكتلة للثقوب السوداء - مما جعل تنبؤات الحجم التي تستخدم السرعة النجوم الموجودة في المجرات. في هذه الحالة ، دحض الفريق الافتراضات السابقة بأن الثقوب السوداء كانت غير قادرة على النمو بينما تنمو المجرة المضيفة. مقارنة بين المجرات اللولبية والبيضاوية "وجدت أنه لا يوجد عدم تطابق بين حجم الثقوب السوداء". وهذا يعني أن الثقوب السوداء ستكتسب كتلة متزايدة تنمو بنفس معدل المجرة نفسها.
"تظهر هذه المحاكاة أنه لم يعد من الممكن القول بأن الثقوب السوداء في المجرات اللولبية لا تنمو بكفاءة. يعلق ديباتيستا على هذا البحث الجديد. "ستتيح لنا عمليات المحاكاة لدينا تحسين فهمنا لكيفية نمو الثقوب السوداء في أنواع مختلفة من المجرات".
