الثقوب السوداء النشطة قد تساعد في تشكيل مناطق تكوّن النجوم

لا يبدو أن الثقوب السوداء فائقة الكتلة التي تلتهم المادة في مراكز المجرات تعمل دائماً بوصفها «مطفئات» لتكوّن النجوم. ففي دراسة شملت تسع مجرات سيفرت قريبة، وجد الباحثون ترتيباً مكانياً متكرراً: حلقات أو أقواس تتكوّن فيها النجوم، ومخاريط من الغاز المتأين بإشعاع النواة المجرية النشطة، وصدمات سريعة قرب المركز. ويشير هذا النمط إلى أن نشاط الثقب الأسود وولادة النجوم قد يكونان متداخلين على نحو وثيق. 12

ما الذي رصده الباحثون؟

ظهرت حلقات أو أقواس لتكوّن النجوم على مسافات إسقاطية تتراوح تقريباً بين 0.8 و6 كيلوفرسخ فلكي من مراكز المجرات التسع. كما رصد الفريق مناطق مخروطية، وغالباً ثنائية المخروط، يمتد فيها الغاز المتأين بإشعاع النواة المجرية النشطة إلى مقاييس كيلوفرسخية، إلى جانب مناطق مركزية تهيمن عليها صدمات سريعة. ووجدوا أيضاً مناطق تتغلب فيها إشارات الصدمات وحدها حول الصدمات المركزية، وأحياناً في مواضع محلية داخل حلقات تكوّن النجوم نفسها. 2

والنواة المجرية النشطة (AGN) هي المنطقة الساطعة في قلب المجرة، ويغذيها سقوط المادة نحو ثقب أسود فائق الكتلة. ويمكن لإشعاعها أو رياحها أو نفاثاتها أن تنقل طاقة إلى الغاز المحيط. وتوضح الخرائط الجديدة أن هذه العملية لا تحدث بعيداً عن مناطق ولادة النجوم، بل وسط بنى غازية تتكوّن فيها نجوم جديدة أيضاً. 12

كيف فُصلت إشارات النجوم والثقب الأسود والصدمات؟

تكمن الصعوبة في أن الغاز الذي تثيره النجوم الفتية، وإشعاعات النواة النشطة، والصدمات، قد يترك إشارات متداخلة في خطوط الانبعاث الضوئي. لذلك حلل الباحثون مشاهدات مكانية الدقة من أداة MUSE، وهي مطياف مجال متكامل على التلسكوب الكبير جداً (VLT) التابع للمرصد الأوروبي الجنوبي، وطبّقوا تشخيصاً نظرياً ثلاثي الأبعاد صُمم للفصل بين مصادر الإثارة الثلاثة. 14

أتاحت هذه الطريقة رسم خريطة للمناطق التي يهيمن فيها كل مصدر، بدلاً من التعامل مع ضوء مركز المجرة بوصفه إشارة واحدة مختلطة. وقدمت مشاهدات عميقة بالأشعة السينية من مرصد تشاندرا دعماً مستقلاً لتفسير البنى المركزية المرتبطة بالنواة المجرية النشطة. 12

لماذا يهم اتجاه الصدمات؟

كثيراً ما امتدت مناطق الصدمات السريعة المركزية بشكل متعامد مع المخاريط الثنائية لتأين الغاز الصادرة عن النواة النشطة. وتكتسب هذه الهندسة المتكررة أهميتها لأنها تنسجم مع تفاعل فعلي بين الطاقة التي يدفعها النشاط النووي والوسط بين النجمي المحيط، بدلاً من مجرد تراكب عرضي لبنى غير مترابطة على خط النظر. 2

ويرى المؤلفون أن النمط ينسجم عموماً مع تفاعلات بين النفاثات والوسط بين النجمي. وحين تكون النفاثات ضعيفة، قد تصبح تفاعلات الرياح الصادرة عن النواة مع الغاز مهمة أيضاً. وفي الحالتين تستطيع الصدمات أن تربك الغاز أو تضغطه، فتغيّر الظروف التي يمكن أن تتشكل فيها النجوم. 1

صورة أدقّ من فكرة «الثقب الأسود يوقف ولادة النجوم»

تقول الصورة المبسطة الشائعة لتغذية النواة المجرية النشطة راجعاً إن الثقب الأسود النشط يثبط تكوّن النجوم عبر تسخين الغاز أو طرده من المجرة. لا تنقض هذه الدراسة تلك الآلية، ولا تثبت أن النوى النشطة تشعل تكوّن النجوم في كل الحالات. فالحلقات المرصودة يمكن أيضاً تفسيرها بتراكم الغاز عند رنينات ديناميكية تقودها القضبان داخل المجرات. 1

لكن الأدلة ترسم سيناريو أكثر اعتماداً على الظروف المحلية: قد يغذي الغاز الثقب الأسود، ثم تضيء النواة النشطة المجرة وتدفع تدفقات خارجة أو صدمات؛ وهذه التفاعلات قد تعيد توزيع الغاز المحيط أو تضغطه أو تعطل استقراره. والنتيجة قد تكون كبح تكوّن النجوم، أو التعايش معه، أو ربما تهيئة ظروف مناسبة له. 12

والخلاصة المنهجية لا تقل أهمية عن الخلاصة الفيزيائية: لا يمكن الحكم بدقة على ما إذا كانت النواة النشطة تكبح ولادة النجوم أو تساعدها من دون فصل إثارة الصدمات عن التأين الناتج من النجوم وعن التأين الناتج من النواة النشطة. وإلا فقد يُساء تفسير دور التغذية الراجعة للثقب الأسود. 14