اكتشاف “العالم السفلي المجري” للثقوب السوداء في مجرة درب التبانة
خلال تاريخ مجرة درب التبانة البالغ 13.6 مليار عام تقريبًا ، تشكلت مليارات النجوم ونمت وماتت في نهاية المطاف في انفجارات مستعرات أعظم مذهلة. لذا ، أين تختبئ كل جثثهم؟
في بحث جديد نشر في 25 أغسطس في الإخطارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية، شرع علماء الفلك في حفر تلك الأجسام النجمية المفقودة منذ زمن طويل (إذا جاز التعبير). باستخدام محاكاة الكمبيوتر ، قام الفريق بنمذجة المواقع الأولية لملايين النجوم في وقت مبكر درب التبانة (قبل وقت طويل من تطور أذرعه الحلزونية الأيقونية) ، اضغط على زر التقديم الكوني السريع لإظهار المكان الذي قد تكون فيه البقايا المتآكلة لتلك النجوم قد انتهى بها الأمر بعد حدوث مستعر أعظم.
كشفت الخريطة الناتجة عن “العالم السفلي المجري” الثقوب السوداء و النجوم النيوترونية (شكلان من بقايا النجوم شديدة الكثافة) ، والتي تكمن في كل ركن من أركان مجرة درب التبانة – وخارجها أيضًا. وفقًا للباحثين ، يمتد العالم السفلي للمجرة أكثر من ثلاثة أضعاف ارتفاع مجرة درب التبانة نفسها ، في حين أن ما يصل إلى ثلث النجوم الميتة في المجرة قد تم التخلص منها في أعماق الفضاء بقوة انفجارات نهاية الحياة الخاصة بها. ، الى غير رجعة.
قال كبير مؤلفي الدراسة ديفيد سويني ، مرشح الدكتوراه في جامعة سيدني ، في بيان. “تم إخراج 30٪ من الأجسام المدهشة تمامًا من المجرة.”
كم تبلغ تكلفة الشحن
في بحثهم ، ركز الفريق على نوعين من البقايا النجمية: النجوم النيوترونية – النوى النجمية شديدة الكثافة التي تحزم كتلة من كتلة الشمس في كرة لا يزيد عرضها عن مدينة – والثقوب السوداء ، وهي أجسام ضخمة كثيفة لدرجة أنها ليست كذلك. يمكن للضوء الهروب من جاذبيتها.
يتشكل كلا النوعين من الأجسام عندما ينفد الوقود من النجوم الضخمة ، مما يؤدي إلى التخلص من طبقاتها الخارجية غاز في انفجارات السوبرنوفا العملاقة حيث تنهار نوىها إلى الداخل. إذا كانت كتلة النجم المحتضر ثمانية أضعاف كتلة الأرض على الأقل الشمسيولد نجم نيوتروني. إذا قاس النجم أكثر من 25 كتلة شمسية ، يظهر ثقب أسود.
اكتشف علماء الفلك كلا الفئتين من بقايا النجوم في مجرتنا ، على الرغم من أنها ليست كافية لتفسير مليارات النجوم الميتة في ماضي مجرة درب التبانة. يعد العثور على هذه البقايا القديمة أمرًا صعبًا لسببين رئيسيين: أحدهما ، تغير شكل مجرة درب التبانة بشكل كبير على مدار الـ 13 مليار سنة الماضية ، مما يعني أن العالم السفلي للمجرة لا يتداخل بدقة مع التوزيع الحالي للنجوم في مجرتنا ؛ وثانيًا ، النجوم التي تموت عبر المستعر الأعظم يمكن “ركلها” لمسافات كبيرة في اتجاهات عشوائية بواسطة قوة الانفجار ، وينتهي بها الأمر على أطراف المجرة أو تضيع في الفضاء بين المجرات.
قام مؤلفو الدراسة ببناء محاكاة حاسوبية لحساب هذه العشوائية ، بالإضافة إلى الشكل المتغير لمجرة درب التبانة والعديد من العوامل الأخرى. أظهرت نتائجهم أن أكبر تركيز للبقايا النجمية يمكن العثور عليه منتفخًا بالقرب من مركز المجرة ، حيث يمارس الثقب الأسود الهائل قوة سحب قوية للغاية. تنتشر بقية النجوم الميتة بعنف على جميع جوانب المجرة ، في تحد واضح للتوزيع الحلزوني الشكل للنجوم المرئية اليوم.
وأضاف سويني: “تُظهر هذه البقايا المتراصة للنجوم الميتة توزيعًا وبنية مختلفة اختلافًا جوهريًا عن المجرة المرئية”.
وجد الفريق أيضًا أنه على الرغم من أن العالم السفلي للمجرة يحتوي فقط على ما يقدر بنسبة 1 ٪ من إجمالي كتلة المجرة ، فإن الجثث النجمية القديمة ليست بعيدة أبدًا. يجب أن تكون أقرب بقايا نجمية حوالي 65 فقط سنوات ضوئية من الشمس – أو أقرب إلينا من نجوم كوكبة Big Dipper. نأمل ، مع وجود فكرة أفضل عن مكان البحث عنها ، يجب أن تكون المسوحات الفضائية مثل مهمة Gaia المستمرة لوكالة الفضاء الأوروبية قادرة على المساعدة في استخراج جثث الموتى القديمة في المجرة بأعداد أكبر من أي وقت مضى.
