توهج من الانفجار العظيم يتيح اكتشاف نفاث ثقب أسود بعيد

علماء فلك قاموا باستخدام مرصد تشاندرا الفضائي للأشعة السينية لاستكشاف نفث من ثقب أسود هائل الكتلة وبعيد جدا يلمع بأقدم ضوء في الكون. ويشير هذا الاكتشاف بأن الثقوب السوداء النفاثة قد تكون أكثر شيوعا في أول بضعة مليارات سنة التي تلت الانفجار العظيم.

الضوء المرصود من النفث انبعث عندما كان عمر الكون 2.7 مليار سنة ضوئية فقط, خمس عمره الحالي. في تلك الحقبة كانت كثافة إشعاع الخلفية الكونية الميكروي التي خلفها الانفجار الكبير أكبر بكثير من الأشعة الموجودة حاليا.

طول النفث الموجود في النظام المعروف باسم B3 0727+409 لا يقل عن 300,000 سنة ضوئية. وقد تم الكشف أيضا عن العديد من الثقوب السوداء النفاثة هائلة الكتلة في الكون القريب. لكن كيف تبعث هذه النفاثات أشعة سينية هو ما أثار الجدل. ففي النظام المذكور أعلاه اتضح بأن إشعاع الخلفية الكونية الميكروي يتم تضخيمه ليصبح بالطول الموجي للأشعة السينية.



Aurora Simionescu أحد الباحثين في معهد جاكسا للدراسات الفضائية والذي قاد الدراسة قال “لأننا نشاهد هذا النفاث عندما كان عمر الكون أقل من ثلاث مليارات سنة ضوئية وبالتالي فإن إشراقة الأشعة السينية آنذاك تبلغ حوالي 150 مرة من الأشعة الموجودة في الكون القريب”.

عندما الألكترونات الموجودة في النفاث (المتطاير من الثقب الأسود) ذات السرعة المقاربة لسرعة الضوء تسبح في بحر من إشعاع الخلفية الكونية الميكروي لتصطدم مع الفوتونات الميكرويفية يؤدي ذلك إلى زيادة طاقة الفوتونات لتنتقل بعدها و تصبح من نمط الأشعة السينية التي تم اكتشافها من خلال مرصد تشاندرا الفضائي. وهذا يعني بأن الألكترونات في النظام المذكور ستبقى تتحرك بسرعة مقاربة من سرعة الضوء لمئات الألوف من السنين الضوئية.

الألكترونات في الثقوب السوداء النفاثة عادة تنبعث بقوة بشكل موجات راديوية, لذلك عادة تكتشف هذه الأنظمة باستخدام المراصد الراديوية. لكن اكتشاف النفاث في النظام يعد مميزا لأن النظام بعيد جدا ولم يتم رصد أي أشعة راديوية من ذلك البعد سابقا. في حين من السهل جدا رؤيتها في الأشعة السينية المصورة .

وقد حدد العلماء حتى الآن عدد قليل جدا من النفاثات البعيدة بما فيه الكفاية والتي تكون أشعتها السينية بحالة سطوع جيدة ليتم تضخيمها من قبل إشعاع الخلفية الكونية الميكروي كما هوالحال في النظام المذكور آنفا.

واخيرا قال تيدي تشيونغ من مختبر بحوث البحرية في واشنطن العاصمة “نشاط الثقوب السوداء هائلة الكتلة بما فيه قابليتها على اطلاق النفاثات, قد تكون مختلفة في الكون المبكر عن ما نراه في وقت لاحق” وأضاف أيضا “من خلال إيجاد ودراسة عدد من هذه النفاثات البعيدة قد نستطيع فهم كيف تتغير خصائص الثقوب السوداء هائلة الكتلة عبر مليارات السنين”.