لقد رأينا جميعًا الفوضى الهائلة التي يسببها الأطفال الصغار عندما يأكلون.
حسنًا ، تخيل أنه على نطاق كوني ويقول العلماء أنه سيكون لديك بعض المؤشرات على شكلها عندما تلتهم أنواع معينة من الثقوب السوداء النجوم الضالة.
في جوهرها ، إنه ينطوي على أخذ بضع لدغات ثم إلقاء البقايا عبر الكون.
توصل الباحثون في جامعة نورث وسترن في إلينوي إلى اكتشافهم بعد إنشاء محاكاة حاسوبية ثلاثية الأبعاد لما يمكن أن يحدث إذا تم إلقاء نجوم بحجم شمسنا في متناول ما يسمى بالثقوب السوداء متوسطة الكتلة.
النتائج لم تكن جميلة.
التحليل: ابتكر باحثو جامعة نورث وسترن محاكاة حاسوبية ثلاثية الأبعاد لما يمكن أن يحدث إذا تم إلقاء نجوم بحجم شمسنا في متناول ما يسمى بالثقوب السوداء متوسطة الكتلة. تُظهر صورة المحاكاة هذه نجمًا ضالًا يدور حول ثقب أسود
يشبه إلى حد كبير الوقوع في الفريسة في شبكة عنكبوت ، فإن البهجة التي تصبح وجبة طويلة وعنيفة هي النجم الذي ينجذب أولاً إلى مدار الثقب الأسود.
بعد ذلك ، في كل مرة يقوم فيها الزائر النجمي بجولة واحدة لجاره الجديد ، يأخذ الثقب الأسود لدغة واحدة.
قال الباحثون إن مزيدًا من عمليات أكل لحوم البشر تحدث مع كل دائرة لاحقة حتى لا يتبقى شيء سوى النجم المشوه واللب الكثيف بشكل لا يصدق.
بعد الانتهاء من وجبته ، سيقوم الثقب الأسود نظريًا بإخراج البقايا الضئيلة عبر المجرة التي يجلس فيها.
لا تقدم هذه المحاكاة الجديدة رؤى جديدة لسلوكيات الثقوب السوداء متوسطة الكتلة فحسب ، بل يمكنها أيضًا تزويد علماء الفلك بالأدلة اللازمة لتحديد مكان تواجد هذه العمالقة المخفية في الكون في النهاية.
بينما أثبت علماء الفيزياء الفلكية وجود ثقوب سوداء منخفضة الكتلة وأعلى كتلة ، ظلت الثقوب المتوسطة الكتلة بعيدة المنال ونظرية.
وقالت فوليا كيروغلو من نورث وسترن ، التي قادت الدراسة: “من الواضح أننا لا نستطيع مراقبة الثقوب السوداء بشكل مباشر لأنها لا تصدر ضوءًا”.
لذا ، بدلاً من ذلك ، علينا أن ننظر في التفاعلات بين الثقوب السوداء وبيئاتها.
وجدنا أن النجوم تمر بمقاطع متعددة قبل أن يتم إخراجها. بعد كل مرور ، يفقدون المزيد من الكتلة ، مما يتسبب في ذوق من الضوء مع تمزقه.
“كل توهج أكثر إشراقًا من السابق ، مما يخلق توقيعًا قد يساعد علماء الفلك في العثور عليه.”
انتبه! يشبه إلى حد كبير الوقوع في الفريسة في شبكة عنكبوت ، فإن الفخامة المرحة لما يصبح وجبة طويلة وعنيفة هي النجم الذي ينجذب أولاً إلى مدار الثقب الأسود (في الصورة)
الأنواع الثلاثة من الثقوب السوداء هي أنواع نجمية ، تلك التي هي متوسطة الكتلة وتنوعات هائلة الكتلة.
الأول هو حوالي ثلاثة إلى 10 أضعاف كتلة شمسنا ويتم تكوينه عند انهيار المستعرات الأعظمية.
على الطرف الآخر من الطيف ، فإن الثقوب السوداء فائقة الكتلة تبلغ ملايين إلى مليارات أضعاف كتلة شمسنا وتكمن في قلب المجرات.
إذا كانت موجودة بالفعل كما يعتقد ، فستكون الثقوب السوداء متوسطة الكتلة في مكان ما في الوسط – 10 إلى 10000 مرة أكبر من الثقوب السوداء النجمية المتبقية ولكنها ليست بنفس حجم الثقوب السوداء الهائلة.
ومع ذلك ، لا يزال يتعين على الخبراء العثور على أدلة رصدية لا جدال فيها لإثبات أنهم يفعلون ذلك.
وقال كيروغلو: “لا يزال وجودهم محل نقاش”. كشف علماء الفيزياء الفلكية عن أدلة على وجودها ، ولكن يمكن تفسير هذا الدليل غالبًا بآليات أخرى.
غامض: الأنواع الثلاثة من الثقوب السوداء هي أنواع نجمية ، تلك التي هي متوسطة الكتلة وتنوعات هائلة الكتلة (صورة مخزنة)
على سبيل المثال ، ما يبدو أنه ثقب أسود متوسط الكتلة قد يكون في الواقع تراكمًا للثقوب السوداء ذات الكتلة النجمية.
لاستكشاف كيف يمكن أن تتصرف هذه الأشياء الغامضة ، طورت كيروغلو وفريقها سلسلة من عمليات المحاكاة الجديدة.
مكنهم هذا من اكتشاف أن النجوم يمكن أن تدور حول ثقب أسود متوسط الكتلة يصل إلى خمس مرات قبل أن يتم إخراجها في النهاية.
يزعم الباحثون أن هذه العملية ستخلق عرضًا ضوئيًا مذهلاً من شأنه أن يساعد علماء الفلك في التعرف – وإثبات وجود – ثقوب سوداء متوسطة الكتلة.
قال كيروغلو: “إنه لأمر مدهش أن النجم لم يتفكك بالكامل”.
قد يحالف الحظ بعض النجوم وينجو من الحدث. إن سرعة الطرد عالية جدًا بحيث يمكن التعرف على هذه النجوم على أنها نجوم فائقة السرعة ، والتي تم رصدها في مراكز المجرات.
يخطط كيروغلو بعد ذلك لمحاكاة ما سيحدث إذا تلامست أنواع مختلفة من النجوم – بما في ذلك الكتل النجمية الثنائية والعملاقة – مع الثقوب السوداء.
تم قبول الدراسة الجديدة للنشر في مجلة الفيزياء الفلكية.