سواء كنت تتعامل مع ثقب أسود نجمي الكتلة ، أو ثقب أسود فائق الكتلة في قلب المجرة ، يبدو أنها تستهلك المادة بنفس الطريقة تقريبًا. درس الباحثون أقراص التراكم حول كل من الثقوب السوداء النجمية والفائقة الكتلة ، ووجدوا أنها تبدو وكأنها تنبعث من نفس نمط الأشعة السينية. بسبب حجمها ، يستهلك الصنف الهائل المادة على مدى فترات طويلة. من خلال دراسة التنوع الأصغر ، يمكن للباحثين وضع نموذج لما سيحدث على نطاق أوسع.
يكشف البحث الذي أجراه علماء الفلك في المملكة المتحدة ، والذي نُشر اليوم في Nature (7 ديسمبر 2006) أن العمليات في العمل في الثقوب السوداء من جميع الأحجام هي نفسها وأن الثقوب السوداء الهائلة هي ببساطة نسخ من الثقوب السوداء المجرة الصغيرة.
ظل علماء الفلك لسنوات عديدة يحاولون فهم أوجه التشابه بين أنظمة الثقب الأسود المجري بحجم الكتلة النجمية والثقوب السوداء الهائلة في نوى المجرة النشطة (AGN). على وجه الخصوص ، هل تختلف اختلافًا جوهريًا بنفس الطريقة ، ولكن ربما مع زيادة أي مقاييس زمنية مميزة تتناسب مع كتلة الثقب الأسود. إذا كان الأمر كذلك ، اقترح الباحثون ، يمكننا تحديد كيفية تصرف AGN على المقاييس الزمنية الكونية من خلال دراسة أنظمة المجرة الأكثر سطوعًا وسرعة.
يرأس البروفيسور إيان ماكهاردي ، من جامعة ساوثامبتون ، فريق البحث الذي تنشر نتائجه اليوم (إلى جانب الزملاء الدكتور إلمار كويردينغ ، والدكتور كريستيان نيج ، والأستاذ روب فيندر ، والدكتور فيل أوتلي ، الذين يعملون حاليًا في جامعة أمستردام). وقد تم عمل ملاحظاتهم باستخدام بيانات من مستكشف توقيت الأشعة السينية لروسي التابع لناسا ومرصد الأشعة السينية XMM نيوتن.
يعلق البروفيسور ماكهاردي قائلاً: "بدراسة الطريقة التي يختلف بها انبعاث الأشعة السينية من أنظمة الثقب الأسود ، وجدنا أن عملية التراكم أو" التغذية "- حيث يسحب الثقب الأسود مادة من محيطه - هي نفسها باللون الأسود ثقوب من جميع الأحجام وأن AGN هي مجرد ثقوب سوداء مجرة. وجدنا أيضًا أن الطريقة التي يختلف بها انبعاث الأشعة السينية ترتبط ارتباطًا وثيقًا بعرض خطوط الانبعاث البصري من أنظمة الثقب الأسود ".
ويضيف: "هذه الملاحظات لها آثار مهمة لفهمنا للأنواع المختلفة من AGN ، مصنفة حسب عرض خطوط انبعاثها. وبالتالي ، فإن مجرات سيفرت ذات الخط الضيق ، والتي غالبًا ما تتم مناقشتها على أنها غير عادية ، لا تختلف عن AGN الأخرى ؛ لديهم فقط نسبة أصغر من الكتلة إلى معدل التراكم ".
يُظهر البحث أن المقياس الزمني المميز يتغير خطيا مع كتلة الثقب الأسود ، ولكن عكسيا مع معدل التراكم (عند قياسه بالنسبة لأقصى معدل تراكم ممكن). هذه النتيجة تعني أن عملية التراكم هي نفسها في الثقوب السوداء من جميع الأحجام. من خلال قياس النطاق الزمني المميز ومعدل التراكم ، يجادل الفريق في أن هذه العلاقة البسيطة يمكن أن تساعد في تحديد كتل الثقب الأسود حيث تكون الطرق الأخرى صعبة للغاية ، على سبيل المثال في AGN المحجوب أو في الثقوب السوداء ذات الكتلة الوسيطة.
ويتابع البروفيسور ماكهاردي: “إن تراكم المادة في الثقب الأسود ينتج انبعاثًا قويًا للأشعة السينية من مسافة قريبة جدًا من الثقب الأسود نفسه. لذا ، فإن دراسة الطريقة التي يختلف بها انبعاث الأشعة السينية مع الوقت ، والمعروفة باسم أغطية الأشعة السينية ، توفر واحدة من أفضل الطرق لفهم سلوك الثقوب السوداء.
من المعروف منذ أكثر من عقدين أن المقاييس الزمنية المميزة يمكن رؤيتها في أقواس الضوء بالأشعة السينية لأنظمة الثقب الأسود المجري. الجداول الزمنية قصيرة (
