ثقب أسود هائل يبدأ إضرابًا عن الطعام في وقت قياسي

تعد النوى المجرية النشطة والكوازارات من بين ألمع الأجسام في الكون. ولا ينشأ لمعانها من الثقب الأسود نفسه، بل من التراكم، أي سقوط الغاز والغبار في قمع الجاذبية الخاص به. وبتسخينها إلى ملايين الدرجات، تشكل المادة قرصًا متراكمًا يضيء أكثر من المجرات نفسها. ومع ذلك، فإن مراحل النشاط هذه ليست أبدية: فهي تستمر وفقًا للمعايير الكونية لفترة قصيرة نسبيًا – من مئات إلى آلاف الملايين من السنين. حتى الآن، بالكاد لاحظ العلماء عملية “إيقاف” أو “تشغيل” نشاط نواة المجرة. الحقيقة هي أن التغيير عادة ما يحدث ببطء شديد بالنسبة للشخص. وقد أتاحت المسوحات الضخمة للسماء، التي تتبعت مئات الآلاف من النجوم الزائفة لعقود من الزمن، الفرصة الأولى لالتقاط مثل هذه الحالة الانتقالية. بعد اكتشاف جسم غير عادي – الكوازار SDSS J021801.90-003657.7، والذي يراه علماء الفلك كما كان قبل 10 مليارات سنة – قام فريق بحث دولي بمقارنة البيانات من اثنين من المسوحات الكبرى للسماء (SDSS وسوبارو). اتضح أن سطوعه انخفض بشكل حاد: على مدى 20 عامًا من الملاحظات، خفت الكوازار في النطاق البصري بنسبة 20-30 مرة، وانخفض اللمعان الإجمالي لنواة المجرة النشطة بمقدار 50 مرة.

لفهم السبب، جمع العلماء “السيرة الذاتية” الأكثر اكتمالا لهذا الجسم: الملاحظات الأرشيفية على مدى العقود الأخيرة، والأطياف الجديدة من التلسكوبات الكبيرة، وبيانات الأشعة تحت الحمراء والأشعة السينية. لقد سمح لنا هذا النهج بتتبع التغييرات على مدى 70 عامًا تقريبًا. وكما أظهر التحليل، لا يمكن تفسير النواة المحتضرة بحقيقة أن الكوازار كان محجوبًا ببساطة بسحابة من الغبار الكوني – وهي إحدى الفرضيات الأكثر شيوعًا. كشفت نمذجة الطاقة الطيفية تمامًا أن أفضل تفسير هو الانخفاض الحاد في معدل تراكم المادة في ثقب أسود فائق الكتلة (SMBH). ببساطة، بدأ SMBH المركزي في الحصول على “وقود” أقل بكثير. وتشير التقديرات إلى أن كثافة تغذية الثقب الأسود قد انخفضت بنحو 50 مرة، من مستوى النجم الزائف النشط إلى حالة شبه خاملة. يتم الآن تحديد الضوء المرئي للمجرة بشكل أساسي من خلال نجومها، وليس من خلال قلبها. هذه فرصة نادرة لمشاهدة المجرة المضيفة دون وهج النجم الزائف. ما كان مثيرًا للاهتمام بشكل خاص هو سرعة التغيير. تتنبأ النماذج النظرية بأن إعادة هيكلة قرص التراكم يجب أن تستغرق آلافًا أو حتى مئات الآلاف من السنين، لكن التحلل الملحوظ حدث بسرعة كبيرة جدًا. في الوقت نفسه، تعتمد جميع النماذج الفيزيائية الفلكية تقريبًا لأقراص التراكم SMBH حتى الآن على نماذج مثالية، نظرًا لعدم وجود الكثير من الملاحظات التفصيلية عن المناطق المحيطة بها. صور الضوء المرئي للمجرة J0218-0036. على اليسار نظرة عامة على SDSS (2022)، على اليمين هو Subary (2018). / ©SDSS, HSC-SSP/NAOJ لقد اتضح أن فيزياء تراكم SMBH قد تكون أكثر ديناميكية بكثير مما كان يعتقد سابقًا. من الممكن أن المناطق الداخلية من القرص تختفي بسرعة أو تتحول إلى وضع مختلف لتدفق المادة – على غرار تحولات الحالة التي لوحظت في الثقوب السوداء ذات الكتلة النجمية. إن مثل هذه النجوم الزائفة المتلاشية نادرة للغاية، لكنها تساعد على فهم كيفية تطور المجرات ولماذا يتوقف الكثير منها عن تكوين النجوم مع مرور الوقت. ومن خلال ملاحظة اللحظة التي يطفئ فيها الثقب الأسود فائق الكتلة إشعاعه، يحصل علماء الفلك في الواقع على فرصة لرؤية أحد المفاتيح الرئيسية للتطور الكوني – انتقال المجرة من النشاط العنيف إلى النضج الهادئ. وبالتالي، فإن مثل هذه الملاحظات تساعد على تحسين النماذج. ونشرت نتائج العمل العلمي في مجلة PASJ.