دور الكوازارات في تشكل الكون

 

دور الكوازارات في تشكل الكون

دور الكوازارات في تشكل الكون

الآن أصبح الفلكيين على ثقة تامة من انه في قلب كل مجرة يوجد ثقب اسود فائق الحجم. هذه العمالقة، من ناحية الجاذبية، يمكن أن يبلغ وزنهم وزن بضعة مليارات من الشموس.
ولكن ما دور هذه السوبر ثقوب سوداء في بناء العلاقة الكونية، وهل حقيقة أنهم مجرد ماكينة امتصاص ضخمة، لا يصدر عنهم شيء كما يدعي البعض؟

عندما تقوم مثل هذه الثقوب السوداء السوبر هائلة بتمزيق وسحب وامتصاص النجوم والأجسام الكونية الأخرى المحيطة بها تتوهج بقوة كبيرة. الطاقة التي تُطلقها هذه العملية تعادل الإشعاعات القادمة من مئات المجرات، مع فارق أنهم في هذه الحالة تصدر من منطقة من الصغر بحيث أننا نعتبرها نقطة ضوئية واحدة. لهذا السبب فأن الثقوب السوداء النشطة والتي تنتمي إلى هذا النوع تضيء بقوة ووضوح بحيث انه يمكنهم من على مسافات خيالية. هذا النوع من الثقوب السوداء تسمى الكوازار Quasar.


في الصورة نرى Quasar 3C279 يسبح في سحاب من الغاز على الأغلب بنتيجة اصطدام مجرتين

لكون المبدأ الذي ينشأ منه هذه الثقوب الهائلة هو المبدأ الشائع فمن الطبيعي أن نعتقد أن مثل هذه الثقوب ستكون شائعة أيضا، ولكن الغريب أن الفلكيين لم يتمكنوا من العثور إلا على قلة منها بالرغم من أنها تضئ بقوة.

حسب ما توصل إليه الفلكيين فإن الكوازار ينشأ عندما تكون مجرة حديثة النشوء في مراحلها المبكرة حيث النجوم فيها تولد، في الوقت التي يكون الثقب الأسود في مركزها يكبر. لذلك فأن الكوزارات يجب أن تكون هي الأمر الطبيعي الشائع في المجرات. وكلما كانت المجرة ابعد عنا كلما عنى ذلك أن الضوء الواصل إلينا هو قديم وبالتالي يعكس المجرة في شبابها أو طفولتها.

هذا الأمر يعني انه من المفروض أن نكتفي بالبحث في المجرات البعيدة، التي تقدم لنا صورها فترة مرحلة النشوء. ولكن الغرابة أن هذه المجرات لم تكن تقدم لنا أي إشارة عن وجود الكوزارات. لماذا؟

بعض الفلكيين تمكنوا من العثور على بضعة مئات من الكوازارات المختفية. هذا الأمر كان ممكنا بفضل التليسكوبيين الكونيين Spitzer & Chandra, وكل المؤشرات تشير إلى وجود المزيد في البدايات الأولى لنشوء الكون. هذا الاكتشاف يؤسس للاعتقاد بأن جميع المجرات في طفولتها كانت تملك ثقوب سوداء هائلة. يشير الفلكي الأمريكي Mark Dickinson إلى أننا اليوم نستطيع أن نرى أغلب الثقوب السوداء الهائلة بفضل التليسكوبات الكونية، وهو أمر يؤكد أن المجرات الأولى كانت تنشأ حول سوبر ثقوب سوداء.

ما الذي يجعل هذه الثقوب صعبة الاكتشاف؟



العالم الفلكي الفرنسي Emmanuelle Daddi وفريقه اجروا فحص على حوالي 1000 مجرة مركزة تقع على مسافات مابين 9-11 مليار سنة ضوئية. جميع هذه المجرات لازالت في فترة طفولتها، ممتلئة بالنشاط ويجري فيها نشوء النجوم بكثافة. ومع ذلك يظهر وكأنهم لا يملكون Quasar.

غير أن الباحثين لاحظوا أن 200 من هذه المجرات يصدر عنهم إشعاعات حرارية كثيرة. عند فحص هذه المجرات بالأشعة الرنتغينية ظهر أن في بطنها المشتعل تختفي كوازارات هائلة. كون أن الكوازار غير ظاهر للعين مباشرة يفسره الثوب الغليظ من سحابة الغبار الكوني التي تحيط به، وهذه السحابة تقوم بخنق الأشعة الهائلة المنطلقة من الثقب الأسود. ولكن وبالرغم من أن الأشعة يجري توقيفها إلا أن ذلك يؤدي إلى رفع حرارة السحابة الغبارية، الأمر الذي يعطينا اثر نلاحقه لكشف اللثام عن هذه الظاهرة. الكوازارات التي تم كشفها إلى الآن هي فقط الأكثر قوة إضاءة والتي تمكنوا من قذف قسم كبير من أغطيتهم الكونية وأصبحوا عرايا.

في الفترة الأخيرة بدء العلماء بفهم دور الـ Quasar في تشكل المجرة التي يشكل مركزها. مجموعة من علماء معهد روتشيستير التكنولوجي الأمريكي وجامعة هيرتفوردشير الإنكليزية تمكنوا من تأكيد أن Quasar يلعب دورا رئيسيا في نشوء المجرات وتطورها. في الفترة التي يكون فيها سوبر ثقب اسود نشيط في الابتلاع يجتمع لولب من المادة حوله. الإشعاعات التي تنشأ ف عملية غياب المادة في داخل الثقب تعطي قوة ضوئية هائلة ليس لها مثيل. ولكن ليس جميع المادة الموجودة في الصفيحة التي تدور حول الثقب الأسود ستصبح طعاما له.

من أجل نشوء توازن في المجرة الناشئة يجب أن تكون هناك قوة قادرة إبعاد جزء من المادة في الجهة المعاكسة بواسطة موجة قوية. إذا لم يكن هناك مثل هذه الموجة فلن تتمكن المادة حتى من التوجه إلى الثقب الأسود، وذلك يعني انتهاء تزويد الثقب الأسود بالطاقة وإغلاق للثقب.




في دراسة جرت على السوبر ثقب أسود 1700+518, الموجود على بعد ثلاث مليارات سنة ضوئية، تمكن العلماء الإنكليز والأمريكان للمرة الأولى من ملاحظة هذه الموجات. الموجة تخرج من الكوازار وفي نفس الوقت تدور حول نفسها بنفس سرعة دوران الصفيحة. ولكون الموجة تقوم بفتل الضوء الصادر عن الثقب أمكن للعلماء اكتشاف الموجة الغير مرئية. فتل الضوء يجري عندما تصطدم الجزيئات الضوئية بالموجة فترتد وتنتشر.

الكوازار يشعل الشموس

الموجة الصادرة عن السوبر ثقب اسود ليس فقط يساعد الثقب على الاستمرار في النمو ولكن يعطي المجرة بأكمله قدرة على الحياة والتطور. عندما تنتشر الموجة في أرجاء المجرة وتؤدي إلى نشوء النجوم. قوة الموجة هائلة للغاية، فهي تنطلق بسرعة 20 ألف كيلومتر في الثانية. المختصين ليسوا متفقين تماما حول كيفية تأثير الموجات على المجرة. بعض الفرضيات تقول إن الموجة تقوم بضغط السحابة الكونية للمجرة المؤلفة من هيدروجين بارد ومن ثم تنهار بنيته الداخلية ليصبح نجمة (شمس)، وبالتالي يكون الثقب الأسود هو سبب اشتعال النجمة. ولكن توجد فرضية أخرى تدعي العكس تماما. هذه الفرضية تقول إن الموجة تجبر السحابة على الحركة وبالتالي تعيق نشوء النجوم.

ويسبب نشوء النجوم



معطيات جديدة قدمها لنا التليسكوب سبيتزر تشير إلى أن الموجات المنطلقة من الكوازار تقديم خدمة حيوية أخرى. السحابة الكونية في منطقة ولادة النجوم تحتوي على جزيئات غبارية. هذه الجزيئات تجعل الغاز يبرد أسرع مما يؤدي إلى أن يصبح من أسهل على الغاز أن تنهار بنيته الداخلية ويتحول إلى نجمة. عندما تتكون النجمة يبقى الغبار الكوني ضروري من أجل نشوء الكواكب حول النجوم، التي لربما إحداها قد تكون مكانا لنشوء الحياة.

اليوم تتبعثر أغلبية الغبار الكوني القادمة من الأجيال الأخيرة للشموس المتشكلة، لهذا السبب تسمى أحيانا بغبار النجوم. ولكن عندما كان الكون فتياً لم يكن موجودا هذا النوع من النجوم الذي ينتج غبارا كونيا. ومع ذلك نعلم انه كان موجودا غبار كونيمنذ اللحظات المبكرة لوجود الكون. ولكن لا أحد كان يعلم كيف جاء هذا الغبار.

اليوم يملك الفلكيين الدلائل التي تشير إلى أن الغبار الكوني في طفولة الكون الأولى نشأ تحت تأثير الموجات الصادرة عن الكوازارات. لقد تمكنوا من رؤية أن الكوازار المسمى PG2112+059, موجود في مركز مجرة تقع على بعد 8 مليار سنة ضوئية عنا، وتحتوي على الكثير من الغبار الكوني. بين الجزيئات الغبارية توجد آثار للمعادن التي توجد عادة في الأحجار الكريمة كالسفير والروبين. في المجرات التي لا تملك كوازارات لا يمكن إيجاد آثار من هذا النوع، ما يجعل الفلكيين يعتقدون أن مثل هذه الغبار ينشأ بفضل الكوازارات.

ومصدر للإشعاعات الكونية العالية



كل الأمور تشير إلى أن الكوازارات هي مصدر الأشعة الكونية العالية الطاقة. تسميتها بالأشعة أمر ليس دقيقا، إذ أنها في حقيقة الأمر ليست أشعة تماما وإنما نوع واحد من الجزيئات حاملة لطاقة عالية. هذه الجزيئة هي البروتون منطلقة خلال الكون بسرعة الضوء، مما يجعلها تملك من الطاقة أعلى بكثير من قدرتنا على الحصول عليه في المختبرات.

عندما تصطدم هذه الجزيئة مع جو الأرض تتحطم وتتجزأ إلى أجزاء اصغر. هذا يعني أن جو الأرض يحمينا من تأثير ضار، ولكن الأمر مختلف عندما نكون في رحلة كونية، إذ ستشكل خطر على حياة رواد الفضاء. القسم الأكبر من الأشعة الكونية كان من الممكن التقاط مصدرها، إذ أنها قادمة عن مصادر في مجرتنا، مثل السوبرنوفا والنجوم النيترونية والثقوب السوداء، ولكن هذه الأشعة العالية الطاقة سببت مشاكل في معرفة المصدر.

السبب في صعوبة الوصول إلى مصدرها إن هذه المصادر في الكون البعيد بعيدة جداً عن بعضها. لهذا السبب فإن كيلومتر مربع يصطدم بجزيئة واحدة من الطاقة العالية مرة واحدة كل مئة سنة. هذا الأمر لم يقدم لنا معطيات كافية للقدرة على تعيين المصدر.

بالرغم من أن مركز الالتقاط لازال تحت الإنشاء إلا أن احد مراكز الالتقاط في الأرجنتين المسمى Pierre Auger Cosmic Ray Observatory تمكن من التقاطهم. اللواقط منظمة لالتقاط حطام لجزيئات التي تصطدم بجو الأرض. بعد ذلك يمكن تقدير الطاقة التي كانت تملكها والاتجاه القادمة منه. حتى الآن تشير المعطيات أنهم قادمون من المجرات النشطة التي تملك سوبر ثقوب سوداء.

وبالرغم من أننا نعلم الآن أن المحرك الذي يحرك الكوارازات هو نفسه الذي يطلق أشعة الطاقة لهائلة غير انه لازال من غير المعروف كيف أصبحت لهذه الجزيئات طاقة بهذا المستوى العالي. الفلكيين يعتقدون أن السبب هو في الفوضى الهائلة التي تسببها الثقوب السود عند جذبها لما حولها. هذا الأمر يؤدي إلى نشوء على الأغلب إلى خلق حقل مغناطيسي، الذي سيشابه مُسرع طبيعي هائل يقذف بالبروتونات بسرعة فائقة. عادة يقوم الفلكيين بدراسة الأشعة الإلكترومغناطيسية مثل موجات الراديو، موجات الضوء المرئي، أشعة الرونتغين، أشعة الغاما وأشعة ما تحت الحمراء. لم يسبق للعلماء أن قاموا باستخدام الجزيئات المشحونة مثل البروتون في دراساتهم للكون عوضا عن استخدام الضوء، غير أن الاكتشافات الحالية لربما تفتح صنفا جديدا من العلوم.

المصدر: منتدى الخليج

 يسلمو الفاااارس
على وضعك هذه المعلومات والصور ويعطيك ألف عافية

 شكرآ على المعلومات يعافيك ربي

 

الفاارس
تسلم الأيااادي
على الطرح الجميل والرااقي

 يسلمو على الصور والمعلومات
يسعدك ربي

 

كحيلان
شاكر و مقدر تواصلك الدائم
ربي يعطيك العافية

 

الدكتور
شاكر و مقدر تواصلك الدائم
ربي يعطيك العافية