يوجد في مركز مجرتنا ثقب أسود فائق الضخامة (SMBH) يعرف باسم القوس أ. استنادًا إلى الملاحظات المستمرة ، قرر الفلكيون أن قطر SMBH هذا يبلغ قطره 44 مليون كيلومتر (27.34 مليون ميل) ولديه كتلة تقدر بـ 4.31 مليون كتلة شمسية. في بعض الأحيان ، يتجول النجم قريبًا جدًا من Sag A ويتمزق في عملية عنيفة تُعرف باسم حدث اضطراب المد والجزر (TDE).
تتسبب هذه الأحداث في إطلاق مشاعل ساطعة من الإشعاع ، والتي تتيح لعلماء الفلك معرفة أن النجم قد تم استهلاكه. لسوء الحظ ، لعقود ، لم يتمكن الفلكيون من تمييز هذه الأحداث عن الظواهر المجرية الأخرى. ولكن بفضل دراسة جديدة أجراها فريق دولي من علماء الفيزياء الفلكية ، أصبح لدى الفلكيين الآن نموذج موحد يشرح الملاحظات الأخيرة لهذه الأحداث المتطرفة.
الدراسة - التي ظهرت مؤخرا في رسائل مجلة الفيزياء الفلكية تحت عنوان "نموذج موحد لأحداث اضطراب المد والجزر" - بقيادة الدكتورة جين ليكسن داي ، الفيزيائية في مركز علم الكونيات الداكن التابع لمعهد نيلز بور. انضم إليها أعضاء من معهد علوم الفضاء المشترك بجامعة ميريلاند وجامعة كاليفورنيا سانتا كروز (UCSC).
كما أوضح إنريكو راميريز رويز - أستاذ ورئيس علم الفلك والفيزياء الفلكية بجامعة كاليفورنيا في سانتا كروز ، وأستاذ نيلز بور في جامعة كوبنهاغن ، ومؤلف مشارك في الورقة - في بيان صحفي أصدرته جامعة كاليفورنيا في كاليفورنيا:
"فقط في العقد الماضي أو نحو ذلك تمكنا من التمييز بين TDEs وظواهر المجرات الأخرى ، وسيزودنا النموذج الجديد بالإطار الأساسي لفهم هذه الأحداث النادرة".
في معظم المجرات ، لا تستهلك SMBHs أي مادة ، وبالتالي لا تنبعث منها أي ضوء ، مما يميزها عن المجرات التي تحتوي على نوى مجرة نشطة (AGNs). لذلك فإن أحداث اضطراب المد والجزر نادرة الحدوث ، وتحدث مرة واحدة فقط كل 10000 سنة في مجرة نموذجية. ومع ذلك ، عندما يتمزق النجم ، فإنه يؤدي إلى إطلاق كمية كبيرة من الإشعاع. كما أوضح الدكتور داي:
"من المثير للاهتمام أن نرى كيف تصل المواد إلى الثقب الأسود في ظل هذه الظروف القاسية. عندما يأكل الثقب الأسود الغاز النجمي ، تنبعث كمية هائلة من الإشعاع. الإشعاع هو ما يمكننا ملاحظته ، وباستخدامه يمكننا فهم الفيزياء وحساب خصائص الثقب الأسود. وهذا يجعل من المثير للاهتمام للغاية البحث عن أحداث اضطراب المد والجزر. "
في السنوات القليلة الماضية ، تم اكتشاف بضع عشرات من المرشحين لأحداث اضطراب المد والجزر (TDEs) باستخدام مسوحات بصرية عريضة المجال والأشعة فوق البنفسجية وكذلك تلسكوبات الأشعة السينية. في حين أنه من المتوقع أن تكون الفيزياء هي نفسها بالنسبة لجميع TDEs ، فقد لاحظ علماء الفلك أن هناك بعض الفئات المميزة من TDEs يبدو أنها موجودة. في حين أن بعضها يصدر أشعة سينية في الغالب ، فإن البعض الآخر ينبعث في الغالب ضوء مرئي وفوق بنفسجي.
ونتيجة لذلك ، كافح المنظرون لفهم الخصائص المتنوعة التي تمت ملاحظتها وإنشاء نموذج متماسك يمكن أن يفسرها جميعًا. من أجل نموذجهم ، جمعت الدكتورة داي وزملاؤها عناصر من النسبية العامة والمجالات المغناطيسية والإشعاع والديناميكا المائية للغاز. اعتمد الفريق أيضًا على أحدث الأدوات الحسابية وبعض مجموعات الكمبيوتر الكبيرة المكتسبة مؤخرًا والممولة من مؤسسة Villum لـ Jens Hjorth (رئيس مركز DARK Cosmology) ، ومؤسسة العلوم الوطنية الأمريكية ووكالة ناسا.
باستخدام النموذج الذي نتج عنه ، استنتج الفريق أن زاوية المشاهدة للمراقب هي التي تفسر الاختلافات في الملاحظة. بشكل أساسي ، يتم توجيه المجرات المختلفة بشكل عشوائي فيما يتعلق بالمراقبين على الأرض ، الذين يرون جوانب مختلفة من TDEs اعتمادًا على اتجاههم. كما أوضح راميريز رويز:
"إنه مثل الحجاب الذي يغطي جزء من الوحش. من بعض الزوايا نرى وحشًا مكشوفًا ، ولكن من زوايا أخرى نرى وحشًا مغطى. الوحش هو نفسه ، لكن تصوراتنا مختلفة ".
في السنوات القادمة ، من المتوقع أن يوفر عدد من مشاريع المسح المخطط لها المزيد من البيانات حول TDEs ، مما سيساعد على توسيع مجال البحث في هذه الظاهرة. وتشمل هذه الدراسة الاستقصائية العابرة لتجربة الشباب السوبرنوفا (YSE) ، والتي سيقودها مركز DARK Cosmology في معهد Niels Bohr و UC Santa Cruz ، وتلسكوبات المسح السينوبتيكي الكبيرة (LSST) التي يتم بناؤها في تشيلي.
وفقًا للدكتور داي ، يوضح هذا النموذج الجديد ما يمكن للفلكيين توقع رؤيته عند عرض TDEs من زوايا مختلفة وسيسمح لهم بتناسب الأحداث المختلفة في إطار متماسك. وقالت: "سنلاحظ مئات الآلاف من أحداث اضطراب المد والجزر في غضون سنوات قليلة". "سيعطينا هذا الكثير من" المختبرات "لاختبار نموذجنا واستخدامه لفهم المزيد عن الثقوب السوداء."
هذا الفهم المحسن لكيفية استهلاك الثقوب السوداء أحيانًا سيوفر أيضًا اختبارات إضافية للنسبية العامة ، وأبحاث الموجات التثاقلية ، ويساعد الفلكيين على معرفة المزيد عن تطور المجرات.
