في السبعينيات من القرن الماضي ، أصبح الفلكيون على دراية بمصدر راديو مضغوط في مركز مجرة درب التبانة - والتي أطلقوا عليها اسم القوس. بعد عدة عقود من المراقبة وتزايد الأدلة ، كان من المفترض أن مصدر هذه الانبعاثات اللاسلكية كان في الواقع ثقب أسود فائق الكتلة (SMBH). منذ ذلك الوقت ، توصل علماء الفلك إلى افتراض أن SMBHs في قلب كل مجرة كبيرة في الكون.
في معظم الأوقات ، تكون هذه الثقوب السوداء هادئة وغير مرئية ، وبالتالي من المستحيل مراقبتها مباشرة. ولكن في الأوقات التي تسقط فيها المواد في أشجارها الضخمة ، تتوهج بالإشعاع ، مما يخفف من الضوء أكثر من بقية المجرة مجتمعة. هذه المراكز المضيئة هي ما يعرف بالنواة المجرية النشطة ، وهي أقوى دليل على وجود SMBHs.
وصف:
وتجدر الإشارة إلى أن الاندفاعات الهائلة في اللمعان التي لوحظت من نوى المجرة النشطة (AGNs) لا تأتي من الثقوب السوداء الهائلة نفسها. لبعض الوقت ، فهم العلماء أنه لا شيء ، ولا حتى الضوء ، يمكن أن يهرب من أفق الحدث لثقب أسود.
بدلاً من ذلك ، فإن الاندفاع الهائل للإشعاع - الذي يتضمن انبعاثات في الراديو والميكروويف والأشعة تحت الحمراء والبصرية والأشعة فوق البنفسجية (UV) والأشعة السينية وأشعة جاما - يأتي من المادة الباردة (الغاز والغبار) التي تحيط باللون الأسود ثقوب. هذه الأقراص المتراكمة التي تدور حول الثقوب السوداء الهائلة وتغذيها تدريجيًا.
تضغط قوة الجاذبية المذهلة في هذه المنطقة على مادة القرص حتى تصل إلى ملايين الدرجات الكلفينية. هذا يولد إشعاعًا ساطعًا ، وينتج طاقة كهرومغناطيسية تصل إلى ذروة الموجة الضوئية. تتكون هالة من المواد الساخنة فوق قرص التنامي أيضًا ، ويمكن أن تبعثر الفوتونات حتى طاقات الأشعة السينية.
قد يتم حجب جزء كبير من إشعاع AGN بواسطة الغاز بين النجوم والغبار بالقرب من قرص التنامي ، ولكن من المحتمل أن يعاد إشعاع هذا في نطاق الموجات تحت الحمراء. على هذا النحو ، يتم إنتاج معظم (إن لم يكن كل) الطيف الكهرومغناطيسي من خلال تفاعل المادة الباردة مع SMBHs.
يؤدي التفاعل بين المجال المغناطيسي الدوار للثقب الأسود الهائل وقرص التراكم أيضًا إلى إنشاء نفاثات مغناطيسية قوية تطلق المواد فوق وتحت الثقب الأسود بسرعات نسبية (أي جزء كبير من سرعة الضوء). يمكن أن تمتد هذه الطائرات لمئات الآلاف من السنوات الضوئية ، وهي مصدر ثان محتمل للإشعاع المرصود.
أنواع AGN:
عادة ، يقسم العلماء AGN إلى فئتين ، والتي يشار إليها باسم نواة "الهدوء الراديوي" والنواة "بصوت عالٍ". تتوافق فئة الراديو الصاخب مع AGNs التي تحتوي على انبعاثات لاسلكية تنتجها كل من قرص التنامي والطائرات. AGNs الهادئة راديويًا أبسط ، من حيث أن أي نفاثة أو انبعاثات ذات صلة بالطائرة لا تذكر.
اكتشف كارل سيفرت الدرجة الأولى من AGN في عام 1943 ، ولهذا تحمل اسمه الآن. "مجرات سيفرت" هي نوع من شبكات AGN الهادئة الراديوية والمعروفة بخطوط انبعاثها ، وتنقسم إلى فئتين بناءً عليها. تحتوي مجرات سيفرت من النوع الأول على حد سواء خطوط انبعاث ضوئي ضيقة وموسعة ، مما يعني وجود غيوم من الغاز عالي الكثافة ، بالإضافة إلى سرعات غازية تتراوح بين 1000 - 5000 كم / ثانية بالقرب من النواة.
وعلى النقيض من ذلك ، فإن النوع 2 من Seyferts لديهم خطوط انبعاثات ضيقة فقط. هذه الخطوط الضيقة ناتجة عن سحب الغازات منخفضة الكثافة والتي تكون على مسافات أكبر من النواة ، وسرعات الغاز من حوالي 500 إلى 1000 كم / ثانية. بالإضافة إلى Seyferts ، تتضمن الفئات الفرعية الأخرى للمجرات الهادئة الراديوية أشباه النجوم والهدوء الراديوي الهادئ.
تشبه مجرات منطقة خط الانبعاث النووي منخفضة التأين (LINERs) مجرات سيفرت 2 ، باستثناء خطوط التأين المنخفضة (كما يوحي الاسم) ، وهي قوية جدًا. إنها AGN الأقل سطوعًا في الوجود ، وغالبًا ما يتساءل عما إذا كانت في الواقع مدعومة بالتراكم على ثقب أسود فائق الكتلة.
يمكن أيضًا تقسيم المجرات الصاخبة في الراديو إلى فئات مثل المجرات الراديوية والنجوم الزائفة والبلزارات. كما يوحي الاسم ، فإن المجرات الراديوية هي مجرات إهليلجية هي باعث قوي للموجات الراديوية. الكوازارات هي النوع الأكثر إضاءة من AGN ، والتي لها أطياف مشابهة لـ Seyferts.
ومع ذلك ، فهي مختلفة في أن ميزات الامتصاص النجمية ضعيفة أو غائبة (مما يعني أنها من المحتمل أن تكون أقل كثافة من حيث الغاز) وأن خطوط الانبعاث الضيقة أضعف من الخطوط العريضة التي شوهدت في Seyferts. Blazars هي فئة متغيرة للغاية من AGN وهي مصادر راديو ، ولكنها لا تعرض خطوط الانبعاث في أطيافها.
كشف:
تاريخيا ، لوحظ عدد من الميزات داخل مراكز المجرات التي سمحت بتحديدها على أنها AGNs. على سبيل المثال ، كلما أمكن رؤية قرص التنامي مباشرةً ، يمكن رؤية الانبعاثات الضوئية النووية. عندما يتم حجب قرص التنامي بالغاز والغبار بالقرب من النواة ، يمكن الكشف عن AGN من خلال انبعاثات الأشعة تحت الحمراء.
ثم هناك خطوط الانبعاث الضوئي العريضة والضيقة المرتبطة بأنواع مختلفة من AGN. في الحالة الأولى ، يتم إنتاجها عندما تكون المادة الباردة قريبة من الثقب الأسود ، وهي نتيجة للمادة المنبعثة التي تدور حول الثقب الأسود بسرعات عالية (مما يتسبب في مجموعة من تحولات دوبلر للفوتونات المنبعثة). في الحالة الأولى ، الجاني هو أبعد مسافة ، مما يؤدي إلى خطوط انبعاث أضيق.
بعد ذلك ، هناك استمرارية راديوية وانبعاثات الأشعة السينية. في حين أن الانبعاثات الراديوية هي دائمًا نتيجة للطائرة ، يمكن أن تنشأ انبعاثات الأشعة السينية إما من النفاثة أو الهالة الساخنة ، حيث يتناثر الإشعاع الكهرومغناطيسي. أخيرًا ، هناك انبعاثات خط الأشعة السينية ، والتي تحدث عندما تضيء انبعاثات الأشعة السينية المواد الثقيلة الباردة التي تقع بينها وبين النواة.
وقد دفعت هذه العلامات ، بمفردها أو مجتمعة ، علماء الفلك إلى إجراء العديد من الاكتشافات في مركز المجرات ، وكذلك لتمييز الأنواع المختلفة من النوى النشطة هناك.
مجرة درب التبانة:
في حالة درب التبانة ، كشفت المراقبة المستمرة أن كمية المواد المتراكمة على Sagitarrius A تتوافق مع نواة المجرة غير النشطة. تم الافتراض أنه كان لديها نواة نشطة في الماضي ، لكنها انتقلت منذ ذلك الحين إلى مرحلة الهدوء الراديوي. ومع ذلك ، فقد تم التفكير أيضًا في أنه قد يصبح نشطًا مرة أخرى في غضون بضعة ملايين (أو مليار) سنة.
عندما يندمج هاتف Andromeda Galaxy مع منطقتنا في غضون بضعة مليارات من السنين ، فإن الثقب الأسود الهائل الموجود في مركزه سوف يندمج مع ثقبنا الخاص ، مما ينتج ثقبًا أكبر وأكثر قوة. عند هذه النقطة ، ربما تكون نواة المجرة الناتجة - مجرة Milkdromeda (Andrilky)؟ - سيكون لديها بالتأكيد ما يكفي من المواد لتكون نشطة.
سمح اكتشاف نوى المجرات النشطة لعلماء الفلك بتجميع عدة فئات مختلفة من المجرات. كما سمح لعلماء الفلك بفهم كيفية تمييز حجم المجرة من خلال السلوك في جوهرها. وأخيرًا ، ساعدت أيضًا علماء الفلك على فهم أي المجرات خضعت لعمليات الاندماج في الماضي ، وما الذي يمكن أن يأتي في يوم من الأيام.
لقد كتبنا العديد من المقالات حول المجرات لمجلة الفضاء. إليك ما الذي يغذي محرك الثقب الأسود الهائل ؟، هل يمكن أن تصبح درب التبانة ثقبًا أسود ؟، ما هو الثقب الأسود الهائل ؟، تشغيل الثقب الأسود الهائل ، ماذا يحدث عندما تصطدم الثقوب السوداء الهائلة ؟.
لمزيد من المعلومات ، اطلع على النشرات الإخبارية لـ Hubblesite على المجرات ، وهنا صفحة العلوم الخاصة بناسا عن المجرات.
يلقي علم الفلك أيضًا حلقات حول النوى المجرية والثقوب السوداء الهائلة. إليك الحلقة 97: المجرات والحلقة 213: الثقوب السوداء الهائلة.
مصدر:
- وكالة ناسا - مقدمة إلى AGN
- ويكيبيديا - نواة المجرة النشطة
- Cosmos - AGN
- كامبريدج X-Ray Astronomy - AGN
- جامعة ليستر - AGN
