تسمى الثقوب السوداء الهائلة بأكبر منتج للكواكب في الكون

تتمتع الثقوب السوداء عند ولادتها بكتلة تعادل عدة شموس وكثافة هائلة – ففي ملعقة صغيرة من حجمها يوجد في المتوسط ​​أكثر من مليار طن. لذلك، فإن الشخص الذي يقع فيه في أفق الحدث سيحصل على فرق بين تسارع ساقيه ورأسه بملايين الجرام – أي أنه في الواقع سوف يتمزق قبل وقت طويل من سقوطه في الثقب الأسود. أما الثقوب السوداء الهائلة فهي قصة مختلفة تمامًا. ومع زيادة كتلة الثقب، تنخفض كثافته بشكل حاد. فمتوسط ​​كثافة الثقب الأسود الهائل الموجود في مركز مجرتنا، على سبيل المثال، يساوي تقريبًا الماء. ولذلك فإن الفرق بين تسارع الجاذبية لساقي الإنسان ورأسه في محيط مثل هذا الجسم سيتم قياسه بعشرة آلاف من جاذبية الأرض، وسيسقط في ثقب أسود هادئ سليمًا تمامًا. من المفهوم نفسيًا أن يتم نقل الأفكار حول الثقوب السوداء الصغيرة إلى الثقوب السوداء الكبيرة. لذلك، عندما تم العثور على علامات النجوم والكواكب حول نفس الثقب الأسود الهائل في وسط مجرتنا، بدأ على الفور مناقشتها كضحايا للثقب الأسود. حاول مؤلفو العمل الجديد، الذي تم نشره على خادم ما قبل الطباعة بجامعة كورنيل، حساب ما سيحدث بالضبط بالقرب من نوى المجرة النشطة – أي حيث يؤثر الثقب الأسود بشكل نشط للغاية على ما يحدث، ويمتص المادة بسرعة كبيرة وبالتالي يخلق قرصًا متراكمًا عالي اللمعان حول نفسه. وبسبب تسخين جزيئات القرص نتيجة الاصطدامات، فإنه يتوهج في نطاقات مختلفة. غالبًا ما يؤدي هذا الإشعاع إلى تأين الغاز المحيط ويغير بشكل كبير ديناميكيات التدفق الداخلي والخارجي للمادة من قلب المجرة بأكمله. للوهلة الأولى، يجب أن يكون دور الثقوب السوداء هنا مدمرا بشكل خاص – طاقة العمليات التي تحدث هنا كبيرة جدا. وفي الوقت نفسه، فإن الإشعاع الصادر عن هذه الأجسام هو الذي يسهل على علماء الفلك مراقبة ما يحدث. وهذا يسمح لنا بجمع المزيد من المعلومات لنمذجة العمليات التي تحدث هناك. بعد إجراء مثل هذه النمذجة، وجد العلماء أن درجات الحرارة في الأجزاء الخارجية من الأقراص حول نوى المجرة النشطة تشبه إلى حد كبير تلك الموجودة في أقراص الكواكب الأولية حول النجوم الشابة. خلالها، يجب أن يحدث تكثيف المادة بشكل نشط، مما يؤدي إلى عمليات تكوين الكواكب – وبمعدل أعلى بكثير من النجوم العادية. في الواقع، توصل الباحثون إلى استنتاج مفاده أن عمالقة الغاز والأجسام المماثلة، وكذلك النجوم منخفضة الكتلة، يجب أن تظهر هناك بشكل جماعي. بلغ العدد الإجمالي للكواكب المصغرة (“أجنة” الكواكب، التي يتم تمثيل بقاياها في النظام الشمسي بجزء من الكويكبات) في المحاكاة عشرات الملايين لنواة مجرة ​​نشطة واحدة.

وبناء على ذلك، أطلق الباحثون على نوى المجرات النشطة اسم “أكبر منتج للكواكب في الكون”، وهذا يعني، على ما يبدو، ليس حصة جميع الكواكب، ولكن عدد الكواكب التي يولدها جسم واحد من نوع أو آخر. لا يمكن للنجم حقًا أن ينمو مئات الملايين من البذور “الكواكبية” الكبيرة، مثل تلك التي وصفها مؤلفو العمل. ونتيجة لنمو الأجسام، تشكلت من هذه “الأجنة” كواكب تتراوح كتلتها من الأرض إلى المشتري العملاق. تبين أن وقت تضاعف كتلتها منخفض جدًا – من ألف إلى 10 ملايين سنة. وليس من المستغرب أنه في عدد من الحالات تكونت نجوم صغيرة أيضًا. لكن النتيجة الأكثر غرابة للحسابات تبين أنها نوع من “النموذج النجمي”. وفقًا لعمليات المحاكاة، في بعض الحالات يمكن لجسم له كتلة مماثلة لكتلة نجم مكتمل أن يتجمع بالقرب من ثقب أسود نشط فائق الكتلة. فقط لن يتكون من الهيدروجين والهيليوم، مثل النجم العادي، ولكن بشكل أساسي من الغبار (في تلك المناطق من القرص الكوكبي الأولي، حيث أدى الإشعاع الصادر من النواة النشطة للمجرة إلى نقص الغاز). من الناحية النظرية، لا يمكن لمثل هذه “نجوم الغبار” أن تدعم العمليات النووية الحرارية، أي أنه سيكون هناك نوع من “الكواكب العملاقة” ذات الكتل الكبيرة التي كانت قبل العمل الجديد تعتبر بعيدة المنال بالنسبة للكواكب بشكل عام. الجزء الرئيسي من موادهم سيكون السيليكات. ومع ذلك، مع كتلتها الضخمة، يجب أن تفقد الحرارة بشكل سيئ بسبب اضمحلال النظائر المشعة مثل الألومنيوم 26 وما إلى ذلك. ونتيجة لهذا، فإن مثل هذه “الكواكب العملاقة” سوف ترتفع حرارتها إلى آلاف الدرجات. ونتيجة لذلك، سوف تذوب قشرتها السيليكاتية وتتحول إلى حمم بركانية، وتغطي الجسم السماوي بأكمله بمحيط مستمر. ومن المفترض أن يُفقد الغلاف الغازي تمامًا بعد مرور بعض الوقت، لكن محيط الحمم البركانية نفسه قد يكون طويل العمر. إذا كان هذا الجزء من الحسابات صحيحًا، فمن المفترض أن تدور “الكواكب العملاقة” في مجموعات حلقية حول نوى مجرية نشطة على شكل مجالات ضخمة مغطاة بالحمم البركانية.