الفلك

ما هي الاختلافات بين الثقب الأسود والثقب الأسود الهائل

ما هي الاختلافات بين الثقب الأسود والثقب الأسود الهائل


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

مما أفهمه ، يجب أن تكون كتلة الثقب الأسود غير محدودة تقريبًا ، فكم أكثر جسيم هل يمكن أن يحصل شيء؟

  • هو الاسم المراد تفسيره حرفيًا مثل أ هائل يمتلك الثقب الأسود المزيد كتلة?
  • أو بالأحرى ، هل الثقب الأسود الهائل هو مجرد ثقب أسود عادي بكتلة لانهائية تقريبًا أكبر في القطر؟
  • إذا كان الاختلاف هو في الواقع تغيير في القطر ، فكيف تنعكس التغييرات في الحجم مع الاحتفاظ بالكتلة الهائلة في مجال جاذبية الثقب الأسود الهائل؟

تتكون الثقوب السوداء ذات الكتلة النجمية من انهيار النجوم الضخمة في نهاية حياتها. يمكنك بعد ذلك العثور عليها منتشرة في جميع أنحاء المجرات ، تمامًا كما تجد النجوم الضخمة. عادة ما يكون لها كتلة أكبر بعدة مرات من كتلة الشمس.

تم العثور على الثقوب السوداء الهائلة في مراكز المجرات. عادة ما يكون لديهم كتلة من ملايين الشموس.

لقد بدأوا مؤخرًا في اكتشاف الثقوب السوداء المتوسطة الكتلة التي تطمس الخطوط بين الثقب الأسود النجمي والثقب الأسود الهائل. عادة ما تكون كتلة في حدود 100 إلى مليون كتلة شمسية.


كتلة الثقب الأسود ليست لانهائية. في الواقع ، إذا تم إنشاء ثقب أسود كبير بما يكفي للبقاء على قيد الحياة من التبخر ، فستكون كتلته هي كتلته الأولية ، بالإضافة إلى أي كتلة يتم ابتلاعها ، مطروحًا منها الإشعاع الذي يتركه.

ولهذا السبب تسمع عبارات مثل "ثقب أسود كتلته عشرة أضعاف كتلة شمسنا" أو في حالة وجود ثقب أسود فائق الكتلة ، "... لملايين الشمس"


من المحتمل أن تتكون الثقوب السوداء ذات الكتلة النجمية والثقوب السوداء الهائلة من آليات مختلفة تمامًا. في حين أن لدينا فكرة جيدة عن كيفية تشكل الثقوب السوداء ذات الكتلة النجمية ، إلا أننا ما زلنا غير متأكدين من كيفية تشكل الثقوب السوداء فائقة الكتلة لأنها تحدث في وقت مبكر جدًا في الكون.


الثقوب السوداء ليس لها كتلة لانهائية ؛ لديهم لانهائية يفترض كثافة عند نقطة التفرد. تلعب كتلة الثقب الأسود دورًا كبيرًا في قطر أفق الحدث (الكرة التي تتجاوز فيها سرعة الهروب سرعة الضوء. الجزء "الأسود").

إن الثقب الأسود الهائل ، كما اقترحت ، له كتلة أكبر ؛ وله كتلة أكبر بكثير من كتلة الثقب الأسود النجمي. عادة ما تكون الثقوب السوداء الهائلة في مركز المجرات ويمكن أن يكون لها تأثيرات جاذبية عبر المجرة بأكملها ، بينما سيكون للثقوب السوداء ذات الكتلة النجمية تأثير الجاذبية لحجم النجم الكبير السابق الذي تشكلت منه.


كيف ينشأ الثقب الأسود الهائل

الثقوب السوداء الهائلة هي ثقوب سوداء كتلتها تبلغ عدة ملايين إلى مليارات ضعف كتلة شمسنا. تستضيف مجرة ​​درب التبانة SMBH بكتلة تبلغ بضعة ملايين مرة كتلة الشمس. والمثير للدهشة أن أرصاد الفيزياء الفلكية تُظهر أن الثنائيات الصغيرة والمتوسطة الحجم كانت موجودة بالفعل عندما كان الكون صغيرًا جدًا. على سبيل المثال ، تم العثور على مليار ثقب أسود كتلة شمسية عندما كان الكون 6٪ فقط من عمره الحالي ، 13.7 مليار سنة. كيف نشأت هذه SMBHs في الكون المبكر؟

توصل فريق بقيادة عالم فيزياء نظرية في جامعة كاليفورنيا ، ريفرسايد ، إلى تفسير: ثقب أسود ضخم يمكن أن ينتج عن انهيار هالة من المادة المظلمة.

هالة المادة المظلمة هي هالة من المادة غير المرئية المحيطة بمجرة أو مجموعة من المجرات. على الرغم من عدم اكتشاف المادة المظلمة مطلقًا في المختبرات ، يظل الفيزيائيون واثقين من وجود هذه المادة الغامضة التي تشكل 85٪ من مادة الكون. لو لم تكن المادة المرئية للمجرة مطمورة في هالة المادة المظلمة ، فإن هذه المادة ستتطاير بعيدًا.

قال هاي-بو يو ، الأستاذ المساعد للفيزياء وعلم الفلك في جامعة كاليفورنيا في ريفرسايد ، "إن علماء الفيزياء في حيرة من أمرهم لماذا تنمو SMBHs في الكون المبكر ، والتي تقع في المناطق المركزية من هالات المادة المظلمة ، بشكل هائل في وقت قصير" قاد الدراسة التي تظهر في رسائل مجلة الفيزياء الفلكية. "إنه مثل طفل يبلغ من العمر 5 سنوات يزن ، لنقل 200 رطل. مثل هذا الطفل سوف يذهلنا جميعًا لأننا نعرف الوزن النموذجي لطفل حديث الولادة ومدى سرعة نمو هذا الطفل. عندما يتعلق الأمر بالثقوب السوداء ، علماء الفيزياء لديهم توقعات عامة حول كتلة الثقب الأسود للبذور ومعدل نموه. يشير وجود SMBHs إلى أن هذه التوقعات العامة قد تم انتهاكها ، مما يتطلب معرفة جديدة. وهذا مثير. "

الثقب الأسود البذري هو ثقب أسود في مرحلته الأولية - على غرار مرحلة النشوء في حياة الإنسان.

وأضاف يو "يمكننا التفكير في سببين". "البذرة - أو" الطفل "- الثقب الأسود إما أكبر بكثير أو أنه ينمو أسرع بكثير مما كنا نظن ، أو كليهما. والسؤال الذي يطرح نفسه بعد ذلك هو ما هي الآليات الفيزيائية لإنتاج ثقب أسود ضخم بما فيه الكفاية أو تحقيق معدل نمو سريع بما فيه الكفاية؟ "

قال المؤلف المشارك يي مينج زونج Yi-Ming Zhong ، وهو باحث ما بعد الدكتوراه في معهد كافلي للفيزياء الكونية بجامعة شيكاغو: "يستغرق نمو الثقوب السوداء وقتًا هائلاً من خلال تراكم المادة المحيطة". "تظهر ورقتنا أنه إذا كانت المادة المظلمة لها تفاعلات ذاتية ، فإن الانهيار الحراري الجاذبية للهالة يمكن أن يؤدي إلى ثقب أسود ضخم بما يكفي للبذور. وسيكون معدل نموها أكثر اتساقًا مع التوقعات العامة."

في الفيزياء الفلكية ، هناك آلية شائعة تستخدم لشرح SMBHs وهي انهيار الغاز البكر في المجرات الأولية في الكون المبكر.

قال يو: "هذه الآلية ، مع ذلك ، لا يمكنها إنتاج ثقب أسود ضخم بما يكفي لاستيعاب SMBHs الملحوظة حديثًا - ما لم يشهد الثقب الأسود للبذور معدل نمو سريع للغاية". "يقدم عملنا تفسيرًا بديلاً: تختبر هالة المادة المظلمة ذاتية التفاعل عدم الاستقرار الجاذبية الحرارية وتنهار منطقتها المركزية في ثقب أسود بذرة."

الشرح يو وزملاؤه يقترحون الأعمال بالطريقة التالية:

تتجمع جزيئات المادة المظلمة معًا أولاً تحت تأثير الجاذبية وتشكل هالة من المادة المظلمة. أثناء تطور الهالة ، تعمل قوتان متنافستان - الجاذبية والضغط -. بينما تسحب الجاذبية جزيئات المادة المظلمة إلى الداخل ، يدفعها الضغط للخارج. إذا لم يكن لجسيمات المادة المظلمة تفاعلات ذاتية ، فعندما تسحبها الجاذبية نحو الهالة المركزية ، فإنها تصبح أكثر سخونة ، أي أنها تتحرك بشكل أسرع ، ويزداد الضغط بشكل فعال ، وترتد إلى الوراء. ومع ذلك ، في حالة المادة المظلمة ذاتية التفاعل ، يمكن للتفاعلات الذاتية للمادة المظلمة أن تنقل الحرارة من تلك الجسيمات "الأكثر سخونة" إلى الجسيمات القريبة الأكثر برودة. هذا يجعل من الصعب على جزيئات المادة المظلمة الارتداد.

أوضح يو أن الهالة المركزية ، التي ستنهار لتتحول إلى ثقب أسود ، لها زخم زاوي ، مما يعني أنها تدور. يمكن للتفاعلات الذاتية أن تحفز اللزوجة أو "الاحتكاك" الذي يبدد الزخم الزاوي. أثناء عملية الانهيار ، تتقلص الهالة المركزية ، التي لها كتلة ثابتة ، في نصف القطر وتتباطأ في الدوران بسبب اللزوجة. مع استمرار التطور ، تنهار الهالة المركزية في النهاية إلى حالة فردية: ثقب أسود بذرة. يمكن أن تنمو هذه البذرة بشكل أكبر من خلال تراكم المادة الباريونية - أو المرئية - المحيطة مثل الغاز والنجوم.

قال يو: "ميزة السيناريو لدينا هي أن كتلة الثقب الأسود البذرة يمكن أن تكون عالية لأنها تنتج عن انهيار هالة المادة المظلمة". "وبالتالي ، يمكن أن ينمو إلى ثقب أسود هائل في نطاق زمني قصير نسبيًا."

يعتبر العمل الجديد جديدًا حيث حدد الباحثون أهمية الباريونات - الجسيمات الذرية والجزيئية العادية - لكي تنجح هذه الفكرة.

قال وي شيانغ فنغ ، طالب الدراسات العليا في يو: "أولاً ، نظهر أن وجود الباريونات ، مثل الغاز والنجوم ، يمكن أن يسرع بشكل كبير من بداية الانهيار الحراري الجاذبية لهالة ويمكن تكوين ثقب أسود بذرة في وقت مبكر بما فيه الكفاية". ومؤلف مشارك في الورقة. "ثانيًا ، نظهر أن التفاعلات الذاتية يمكن أن تحفز اللزوجة التي تبدد الزخم الزاوي المتبقي من الهالة المركزية. ثالثًا ، قمنا بتطوير طريقة لفحص حالة التسبب في عدم الاستقرار النسبي العام للهالة المنهارة ، مما يضمن وجود ثقب أسود للبذور في حالة استيفاء الشرط ".

على مدار العقد الماضي ، استكشف يو تنبؤات جديدة للتفاعلات الذاتية للمادة المظلمة ونتائجها على الملاحظة. أظهر عمله أن المادة المظلمة ذاتية التفاعل يمكن أن تقدم تفسيرًا جيدًا للحركة المرصودة للنجوم والغاز في المجرات.

وقال: "في العديد من المجرات ، تهيمن النجوم والغازات على مناطقها الوسطى". "وبالتالي ، من الطبيعي أن نسأل كيف يؤثر وجود هذه المادة الباريونية على عملية الانهيار. نظهر أنه سيسرع بداية الانهيار. هذه الميزة هي بالضبط ما نحتاجه لشرح أصل الثقوب السوداء الهائلة في الكون المبكر تؤدي التفاعلات الذاتية أيضًا إلى لزوجة يمكن أن تبدد الزخم الزاوي للهالة المركزية وتساعد بشكل أكبر في عملية الانهيار ".


هل تستمتع بمدونتنا؟

تفحص ال الفضاء وأمبير ما بعد الصندوق: صندوق الاشتراك الخاص بنا تحت عنوان الفضاء!

كيف تتشكل الثقوب السوداء الهائلة؟

تميل الثقوب السوداء إلى النمو بشكل أكبر وأكبر من خلال عمليات الدمج. ومن المتوقع أن يكون هذا هو الحال بالنسبة للثقوب السوداء فائقة الكتلة أيضًا.

على الرغم من وجود العديد من النظريات حول كيفية تشكل هذا النوع من الثقوب السوداء ، إلا أن أكثرها إقناعًا هو أنها تنمو بشكل كبير جدًا من خلال تفاعل متسلسل سريع تصادم النجوم والثقوب السوداء. في هذا السيناريو ، تندمج بذرة الثقب الأسود فائق الكتلة باستمرار وتلتهم المزيد والمزيد من المواد ، وفي النهاية تصبح ضخمة جدًا لدرجة أنها "تغرق" في اتجاه مركز مجرتها.

على طول الطريق ، قد ينضم الثقب الأسود إلى المزيد من الثقوب السوداء النجمية والمتوسطة الكتلة ، ويزداد حجمها. ولكن في النهاية ، ستصل إلى نواة المجرة (إذا لم تكن قد بدأت بالفعل هناك) وستستمر في الانغماس في أي مادة شاردة قريبة جدًا. على مدى مليارات السنين ، قد تمكن هذه العملية الثقب الأسود من النمو إلى ملايين أضعاف كتلة الشمس.

كيف تتشكل الثقوب السوداء البدائية (إن وجدت)؟

أخيرًا ، سنكون مقصرين إذا لم نناقش بإيجاز نوعًا افتراضيًا من الثقوب السوداء يسمى الثقب الأسود البدائي.

كما يوحي اسمها ، وُلدت الثقوب السوداء البدائية عندما كان الكون لا يزال شابًا - في غضون ثانية واحدة فقط من الانفجار العظيم. كان هذا وقتًا طويلاً قبل وجود النجوم والمجرات والثقوب السوداء الأخرى.

لكن الثقوب السوداء البدائية لم تكن لتبدأ كنجم على أي حال. كانت ستظهر إلى الوجود عندما لم يكن الكون الجديد متجانسًا بعد وموزعًا بالتساوي. في هذه المرحلة ، يعتقد بعض العلماء أن أجزاء معينة من الكون كانت غنية بالطاقة بشكل لا يصدق. هذه النقاط الصغيرة والحيوية بجنون في الفضاء هي التي يمكن أن تنهار نظريًا مباشرة في الثقوب السوداء البدائية. واعتمادًا على الوقت الذي تلاه بعد الانفجار الكبير ، تشكلت هذه الثقوب السوداء الأولى ، يمكن أن تتراوح من حوالي 0.00001 ضعف كتلة مشبك الورق إلى حوالي 100000 ضعف كتلة الشمس.


ثقب أسود هائل داخل مجرة ​​درب التبانة

من المحتمل ، من خلال تتويج للأدلة على أن مجرة ​​درب التبانة بها ثقب أسود هائل في مركزها ، في منطقة تسمى القوس A *. الدليل مفصل أدناه:

  • يتبع النجم S2 مدارًا مدته 15.2 سنة ووسط (أقرب مسافة) 17 ساعة ضوئية (1.8 × 10 13 م أو 120 AU) من مركز الموضوع.
  • من حركة S2 ، يمكن تقدير كتلة الجسم & # 8217s بـ 4.1 مليون M
  • لا يوجد جسم فلكي معروف بخلاف الثقب الأسود يمكن أن يحتوي على 4.1 مليون م في هذا الحجم من الفضاء.

تُظهر ملاحظات الأشعة تحت الحمراء لنشاط التوهج اللامع بالقرب من القوس A * الحركة المدارية للبلازما بفترة 45 ± 15 دقيقة عند فاصل ستة إلى عشرة أضعاف نصف قطر جاذبية SMBH. يتوافق هذا الانبعاث مع مدار دائري لنقطة ساخنة مستقطبة على قرص تراكم في مجال مغناطيسي قوي.


3 ثقوب سوداء كبيرة

هناك ثلاثة (3) ثقوب سوداء كبيرة لوحظت بالقرب من مجرتنا.

  • A0620-00. هذا نظام نجمي ثنائي ينتمي إلى كوكبة Monoceros. يتكون هذا النظام من كائنين رئيسيين ، نجم متسلسل وكتلة غير معروفة حيث يعتقد العلماء أنها ثقب أسود ذو كتلة نجمية. يبعد هذا النظام ما يقرب من ثلاثة آلاف (3000) سنة ضوئية.
  • سيجنوس إكس -1. هذا هو نوع نظام مصدر الأشعة السينية المجري الموجود في كوكبة Cygnus وهو مقبول على نطاق واسع من قبل العلماء على أنه ثقب أسود. تم اكتشاف هذا النظام في عام 1964 ، وهو أكثر الأجسام الفلكية دراسة متباعدة والتي تقدر كتلتها بخمسة عشر (15) ضعف كتلة شمسنا. ينتمي هذا النظام نفسه أيضًا إلى جمعية نجمية يشار إليها باسم Cygnus OB3. هذا يعني أن Cygnus X-1 يبلغ من العمر حوالي خمسة (5) ملايين سنة وجاء من نجم سلف مع أكثر من أربعين (40) كتلة شمسية.
  • V404 سيغني. هذا نظام ثنائي وميكوازار يتكون من ثقب أسود تحمل كتلة اثني عشر. كما أن لديها نجمًا مصاحبًا لـ K مع كتلة أصغر من كتلة شمسنا. الثقب الأسود والنجم يدوران حول بعضهما البعض من مسافة قريبة. بسبب الجاذبية الشديدة للثقب الأسود (وقربهما أيضًا) ، يفقد النجم كتلته في قرص تراكم الثقب الأسود.

وفقًا لستيفن هوكينج ، في ظل الظروف العامة ، لا تتناقص المساحة الإجمالية للثقب الأسود أبدًا حتى بعد امتصاصه للكتلة. تسمى هذه الفرضية الآن القانون الثاني لميكانيكا الثقب الأسود والذي يشبه تمامًا القانون الثاني للديناميكا الحرارية الذي ينص على أن المجموع الكلي للإنتروبيا لأي نظام لا يمكن أن ينخفض ​​أبدًا. تم استكمال الرابط بين هذين القانونين من خلال حقيقة أن الثقوب السوداء يمكن أن تشع إشعاع الجسم الأسود عند درجة حرارة معينة. استند هذا الحدث إلى نظرية المجال الكمي التي اكتشفها ستيفن هوكينج.

الصورة من قبل: ipicgr

عن سونيا مدائن

سونيا مدائن كاتبة ومحررة مؤسسة لمدونة تعليم العلوم EarthEclipse. دفعها شغفها بتعليم العلوم إلى بدء EarthEclipse بهدف وحيد هو إيجاد ومشاركة حقائق علمية ممتعة ومثيرة للاهتمام. تحب الكتابة في مواضيع تتعلق بالفضاء والبيئة والكيمياء والأحياء والجيولوجيا والجغرافيا. عندما لا تكتب ، تحب مشاهدة أفلام الخيال العلمي على Netflix.


مجرات أخرى:

وجد علماء الفلك أيضًا دليلاً على وجود SMBHs في مركز مجرات أخرى داخل المجموعة المحلية وخارجها. وتشمل هذه المجرة القريبة أندروميدا (M31) والمجرة الإهليلجية M32 ، والمجرة الحلزونية البعيدة NGC 4395. وهذا يعتمد على حقيقة أن النجوم وسحب الغاز بالقرب من مركز هذه المجرات تظهر زيادة ملحوظة في السرعة.

مؤشر آخر هو Active Galactic Nuclei (AGN) ، حيث يتم اكتشاف موجات موجات هائلة من الراديو والميكروويف والأشعة تحت الحمراء والبصرية والأشعة فوق البنفسجية (UV) والأشعة السينية وأشعة جاما بشكل دوري قادمة من مناطق المادة الباردة (الغاز والغبار ) في مركز المجرات الأكبر. في حين أن الإشعاع لا يأتي من الثقوب السوداء نفسها ، يعتقد أن تأثير مثل هذا الجسم الضخم على المادة المحيطة هو السبب.

باختصار ، يشكل الغاز والغبار أقراصًا تراكمية في مركز المجرات تدور حول الثقوب السوداء الهائلة ، وتغذيها بالمادة تدريجيًا. تعمل قوة الجاذبية الهائلة في هذه المنطقة على ضغط مادة القرص حتى تصل إلى ملايين الدرجات كلفن ، مما يولد إشعاعًا ساطعًا وطاقة كهرومغناطيسية. تتشكل هالة من المادة الساخنة فوق قرص التنامي أيضًا ، ويمكن أن تشتت الفوتونات حتى طاقات الأشعة السينية.

يخلق التفاعل بين المجال المغناطيسي الدوار SMBH وقرص التراكم أيضًا نفاثات مغناطيسية قوية تطلق المواد فوق وتحت الثقب الأسود بسرعات نسبية (أي عند جزء كبير من سرعة الضوء). يمكن أن تمتد هذه النفاثات لمئات الآلاف من السنين الضوئية ، وهي المصدر المحتمل الثاني للإشعاع المرصود.

عندما تندمج مجرة ​​أندروميدا مع مجرتنا في غضون بضعة مليارات من السنين ، فإن الثقب الأسود الهائل الموجود في مركزها سوف يندمج مع مجرتنا ، مما ينتج عنه ثقبًا أكثر ضخامة وقوة. من المحتمل أن يؤدي هذا التفاعل إلى إخراج عدة نجوم من مجرتنا المشتركة (مما ينتج عنه نجوم شريرة) ، ومن المحتمل أيضًا أن يتسبب في أن تصبح نواة مجرتنا (غير النشطة حاليًا) نشطة مرة أخرى.

لا تزال دراسة الثقوب السوداء في مهدها. وما تعلمناه خلال العقود القليلة الماضية وحده كان مثيرًا ومدهشًا. سواء كانت ثقوب سوداء كتلة منخفضة أو فائقة الكتلة ، فهي جزء لا يتجزأ من كوننا وتلعب دورًا نشطًا في تطوره.

من يدري ما سنجده عندما نتعمق أكثر في الكون؟ ربما في يوم من الأيام سنوجد نحن التكنولوجيا والجرأة المطلقة حتى نحاول بلوغ الذروة تحت ستار أفق الحدث. هل يمكنك تخيل حدوث ذلك؟

يلقي علم الفلك أيضًا بعض الحلقات ذات الصلة بالموضوع. Here & # 8217s الحلقة 18: الثقوب السوداء الكبيرة والصغيرة ، والحلقة 98: Quasars.

المزيد لاستكشافه: حلقات "النجوم الزائفة" للممثل الفلكي و "الثقوب السوداء الكبيرة والصغيرة".


أخبار جديدة الآن

الثقوب السوداء هي أكثر الأجسام كثافة في الكون ، مما يمنحها قوة جاذبية قوية في الفضاء المحيط بها.
يمكن أن تكون أكبر بملايين المرات من الشمس والكواكب ، أو صغيرة مثل المدينة.
باستخدام الجاذبية فقط ، يمكن للثقوب السوداء تمزيق الكواكب والنجوم بأكملها عن بعضها البعض & # 8211 لكن مدى قوتها يعتمد على مقدار الكتلة الموجودة بداخلها.

فيما يلي نسخة من الفيديو.

الراوي: يمكن أن يكون الكون مكانًا خطيرًا. خذ الثقوب السوداء على سبيل المثال. هم & # 8217 من أكثر الأشياء عنفًا في عالمنا ، وهي قوية بما يكفي لتمزيق نجوم بأكملها إلى أشلاء.

سلاحهم السري هو الجاذبية. كما ترى ، كلما زادت الكتلة التي يمكنك تقليصها إلى مساحة صغيرة ، كلما أصبحت قوة الجاذبية أقوى. لتحويل الأرض إلى ثقب أسود ، على سبيل المثال ، عليك & # 8217d تقليص حجمها إلى أقل من بوصة واحدة.

لكن الثقوب السوداء الحقيقية أكبر بكثير من ذلك وتجمع كتلة أكبر من الأرض. هنا & # 8217s فقط كيف يمكن أن تصل الثقوب السوداء الكبيرة حقًا.

هناك ثلاثة أنواع شائعة من الثقوب السوداء. أصغر الثقوب السوداء النجمية ، والتي تتشكل بعد انفجار نجم عملاق وانهيار على نفسه ، مثل هذا النجم ، الذي يبلغ عرضه حوالي 40 ميلاً ، أي ما يقرب من ثلاثة أضعاف طول مانهاتن. لكن في هذا الفضاء الصغير ، تكون الكتلة كافية لتساوي 11 من شمسنا.

في مجرة ​​أخرى ، تُدعى M33 ، يوجد ثقب أسود يبلغ عرضه 58 ميلًا ويحوي كتلة بداخله تساوي 15.7 شمسًا.

التالي هو الثقوب السوداء متوسطة الكتلة ، مثل هذا. يبلغ عرضه 1،460 ميلاً ، وهو كبير بما يكفي لتمتد من فلوريدا إلى مين ، وبحسب بعض الحسابات ، يحتوي على كتلة 400 شمس.

في هذه المرحلة ، تبدأ الثقوب السوداء في أن تصبح كبيرة جدًا مقارنة بالأرض ، لكنها لا تزال لا شيء عندما تفكر في الكتلة الهائلة التي تحملها. خذ هذا الثقب الأسود ، على سبيل المثال. يبلغ حجمه ضعف حجم كوكب المشتري تقريبًا ، ويمتد على منطقة يبلغ عرضها حوالي 172 ألف ميل ، ولكن بداخله يبلغ حجم كتلة 47 ألف شمس.

لكن هذه الثقوب السوداء لا تُقارن بالثقوب السوداء الهائلة ، مثل Sagittarius A * ، الذي يعيش في مركز مجرتنا درب التبانة. ويغطي منطقة يبلغ قطرها حوالي 14.6 مليون ميل. هذا & # 8217s ما يقرب من 168 كوكب المشتري ، والداخل هو نفس كمية الكتلة مثل 4 ملايين شمس مجتمعة. قد يبدو هذا كبيرًا الآن ، لكن القوس A * صغير مقارنة بالثقوب السوداء الأخرى فائقة الكتلة.

خذ واحدًا في مركز مجرة ​​أندروميدا ، التي يبلغ قطرها 516 مليون ميل ، أكبر من مدار كوكب المشتري ، وتحتوي على كتلة كافية تعادل 140 مليون شمس. وصلنا أخيرًا إلى بعض من أكبر الثقوب السوداء في الكون ، ومع ذلك لم نصل إلى ثقب يتجاوز حجم نظامنا الشمسي.

لذلك دعونا ننظر إلى الثقب الأسود الهائل في مركز مجرة ​​سومبريرو. يبلغ عرضه 2 مليار ميل ، لذلك سيمتد إلى أبعد من مدار أورانوس & # 8217 ، ولديه نفس الشيء تقريبًا & # 8230 اقرأ المزيد


من أين تأتي الثقوب السوداء الهائلة؟

لإعادة مراجعة هذه المقالة ، قم بزيارة ملفي الشخصي ، ثم اعرض القصص المحفوظة.

طور زوجان من الباحثين في جامعة ويسترن في أونتاريو بكندا نموذجهما من خلال النظر إلى الكوازارات ، وهي ثقوب سوداء فائقة الكتلة. ناسا

لإعادة مراجعة هذه المقالة ، قم بزيارة ملفي الشخصي ، ثم اعرض القصص المحفوظة.

يمتلك علماء الفلك فكرة جيدة عن كيفية تشكل معظم الثقوب السوداء: يموت نجم ضخم ، وبعد أن يتحول إلى مستعر أعظم ، تنهار الكتلة المتبقية (إذا كان هناك ما يكفي منه) تحت تأثير جاذبيته ، تاركًا وراءه ثقبًا أسودًا يقع بينهما. خمسة و 50 ضعف كتلة شمسنا. ما فشلت قصة الأصل المنظمة في تفسيره هو مكان وجود الثقوب السوداء الهائلة ، والتي تتراوح من 100000 إلى عشرات المليارات من المرات كتلة الشمس تأتي من. توجد هذه الوحوش في مركز كل مجرات الكون تقريبًا ، وقد ظهر بعضها بعد 690 مليون سنة فقط من الانفجار العظيم. من الناحية الكونية ، هذا عمليًا هو غمضة عين - ليست طويلة بما يكفي تقريبًا لولادة نجم ، وينهار في ثقب أسود ، ويأكل كتلة كافية ليصبح هائلاً.

تفترض إحدى التفسيرات القديمة لهذا اللغز ، والمعروفة باسم نظرية الانهيار المباشر ، أن الثقوب السوداء القديمة تكبر بطريقة ما دون الاستفادة من مرحلة المستعر الأعظم. الآن ، وجد باحثان في جامعة ويسترن في أونتاريو بكندا - شانتانو باسو وأربان داس - بعضًا من أول دليل رصدي قوي لهذه النظرية. كما وصفوا أواخر الشهر الماضي في رسائل مجلة الفيزياء الفلكيةفعلوها من خلال النظر إلى النجوم الزائفة.

النجوم الزائفة عبارة عن ثقوب سوداء فائقة الكتلة تمتص باستمرار ، أو تتراكم ، كميات كبيرة من المادة ، وتحصل على اسم خاص لأن الأشياء التي تسقط فيها تنبعث منها إشعاعات ساطعة ، مما يسهل ملاحظتها مقارنة بالعديد من أنواع الثقوب السوداء الأخرى. إن توزيع كتلتها - كم عدد أكبر ، وكم عدد أصغر ، وكم عدد بينها - هو المؤشر الرئيسي لكيفية تشكلها.

بعد تحليل هذه المعلومات ، اقترح باسو وداس أن الثقوب السوداء الهائلة ربما تكون قد نشأت من تفاعل تسلسلي. لا يمكنهم تحديد مصدر بذور الثقوب السوداء بالضبط في المقام الأول ، لكنهم يعتقدون أنهم يعرفون ما حدث بعد ذلك. في كل مرة يتراكم فيها أحد الثقوب السوداء الناشئة مادة ، فإنها تشع طاقة ، مما يؤدي إلى تسخين الغيوم الغازية المجاورة. تنهار سحابة الغاز الساخن بسهولة أكبر من السحابة الباردة مع كل وجبة كبيرة ، وسيصدر الثقب الأسود المزيد من الطاقة ، مما يؤدي إلى تسخين السحب الغازية الأخرى ، وما إلى ذلك. يتناسب هذا مع استنتاجات العديد من علماء الفلك الآخرين ، الذين يعتقدون أن تعداد الثقوب السوداء فائقة الكتلة زاد بمعدل أسي في بداية الكون.

لكن في مرحلة ما ، توقف رد الفعل المتسلسل. مع نشوء المزيد والمزيد من الثقوب السوداء - والنجوم والمجرات - وبدأت في إشعاع الطاقة والضوء ، تبخرت الغيوم الغازية. يقول باسو: "يصبح مجال الإشعاع الكلي في الكون قويًا جدًا بحيث لا يسمح لمثل هذه الكميات الكبيرة من الغاز بالانهيار مباشرة". "وهكذا تنتهي العملية برمتها." قدر هو وداس أن التفاعل المتسلسل استمر حوالي 150 مليون سنة.

يُطلق على حد السرعة المقبول عمومًا لنمو الثقب الأسود معدل إدينجتون ، وهو توازن بين القوة الخارجية للإشعاع وقوة الجاذبية الداخلية. يمكن من الناحية النظرية تجاوز حد السرعة هذا إذا كانت المادة تنهار بسرعة كافية يشير نموذج باسو وداس إلى أن الثقوب السوداء كانت تتراكم المادة بمعدل ثلاثة أضعاف معدل إدينجتون طالما كان التفاعل المتسلسل يحدث. بالنسبة لعلماء الفلك الذين يتعاملون بانتظام مع الأعداد بالملايين والمليارات والتريليونات ، فإن ثلاثة متواضعة للغاية.

يقول باسو: "إذا كانت الأرقام مجنونة ، كأنك تحتاج إلى 100 ضعف معدل تراكم Eddington ، أو أن فترة الإنتاج هي 2 مليار سنة ، أو 10 سنوات ، فربما علينا أن نستنتج أن النموذج خاطئ . "


ماذا يعني أن الثقب الأسود نائم؟

ما هو الثقب الأسود الخامل؟ ظهر في الأصل على Quora - شبكة مشاركة المعرفة حيث يجيب الأشخاص ذوو الرؤى الفريدة على الأسئلة المقنعة.

إجابة ديفيد كاهانا ، الفيزيائي المختل ، على Quora:

يبدو أن بعض الثقوب السوداء الهائلة الموجودة في مراكز المجرات هي في حالة تتساقط فيها النجوم والغاز باستمرار - تنبعث منها نفاثات ضخمة من الغاز في الوسط بين المجرات وتكون ساطعة للغاية على طول اتجاه هذه النفاثات.

هذا هو الحال في الغالب بالنسبة للمجرات البعيدة جدًا وكان أكثر شيوعًا ، على ما يبدو ، في الكون المبكر.

كانت تسمى هذه النوى المجرية النشطة وأشباه النجوم لفترة طويلة جدًا ، ولكن التفسير الأكثر ترجيحًا إلى حد بعيد هو أنها في الواقع ثقوب سوداء فائقة الكتلة تمتص حاليًا الكثير من النجوم والغازات.

بمرور الوقت ، من الممكن أن تكون جميع النجوم والغازات القريبة من الثقب الأسود والتي يمكن امتصاصها قد تم امتصاصها بالفعل.

الثقوب السوداء ليست مثل المكانس الكهربائية ، فهي لا تمتص المادة القريبة منها وتسحبها. فهي تمارس الجاذبية والمد والجزر على المادة القريبة منها ، كما أن دورانها له تأثير أيضًا ، ولكن الغاز والنجوم يمكن في مدار مستقر حول الثقب الأسود لفترة طويلة جدًا إذا كانا على مسافة آمنة.

إذا كان هذا هو الحال بالنسبة لجميع الغازات والنجوم القريبة ، فسيصبح الثقب الأسود النشط هادئًا ، وستكون هناك فترة طويلة لا يحدث فيها شيء. إنه يجلس هناك فقط ويدور الأمر مرارًا وتكرارًا. يطلق عليه اسم هادئ أو خامد خلال هذه المرحلة.

لكن هناك قوى مدّية على النجوم بسبب الثقب الأسود وهناك احتكاك في الغاز وبمرور الوقت يمكن لهذا أن يزيل الطاقة من الغاز والنجوم التي تدور بالقرب من ثقب أسود خامد.

في النهاية يمكن أن يصل هذا إلى نقطة يسقط فيها نجم أو سحابة من الغاز ، لأنه مع فقدان الطاقة ، يصبح المدار أصغر وأصغر وأسرع وأسرع أيضًا.

عند هذه النقطة ، يستيقظ الثقب الأسود الخامل بطريقة مذهلة.

هذا ما يحدث للثقب الأسود في مركز مجرتنا الآن. إنها في الغالب هادئة. من حين لآخر تسقط سحابة غاز صغيرة وتستيقظ. كان آخر توقع بحدوث هذا قبل عامين فقط ، لكنه كان فاشلاً بعض الشيء إذا كنت أتذكر ، ولم يُنظر إلى قدر من رد الفعل كما كان متوقعًا.

مع موت النجوم واستمرار الكون في التوسع ، من المتوقع في النهاية أن تصبح جميع الثقوب السوداء نائمة.

سوف يجلسون حيث هم ، يدورون بصمت. تدريجيًا جدًا سوف يتبخرون إذا كان هوكينغ محقًا بشأن إشعاع الثقب الأسود. في النهاية سوف يتبخرون تمامًا ويختفون ، ولن يتبقى شيء ، لكن الوقت الذي يستغرقه حدوث ذلك هائل - في حدود 10 ^ 100 عام.

لذا فإن الثقوب السوداء الخاملة بحجم تلك التي تم العثور عليها للتو (21 مليار كتلة شمسية) لا تتحرك بسرعة.

هذا السؤال ظهر في الأصل على Quora - شبكة مشاركة المعرفة حيث يتم الرد على الأسئلة المقنعة من قبل الأشخاص ذوي الرؤى الفريدة. يمكنك متابعة Quora على Twitter و Facebook و Google+. المزيد من الأسئلة:


البيانات الموسعة الشكل 1 مثالان على الأطياف (الخطوط السوداء) ونوباتها الحركية (الخطوط الحمراء).

وتظهر المخلفات لكلا الأطياف باللون الأخضر. الطيف العلوي من أحد أكثر البيكسلات المركزية وهو الطيف من 0.05 ′ × 0.05 ′ ′ بكسل. يقع الطيف السفلي عند نصف قطر 0.4 ′ ′ ومجموع 17 بكسلًا مكانيًا. يتم إعطاء نسب الإشارة إلى الضوضاء لكل عنصر دقة. يظهر التباين في التشتت بوضوح شديد ، مع وجود خطوط ناعمة عريضة في الطيف العلوي وخطوط أكثر حدة في الجزء السفلي. تم تطبيع كلا الطيفين إلى أحد الطيف المركزي ثم تم تعويضه بمقدار +1 للرؤية. تم تعويض المخلفات بمقدار 0.5 و 1.5.

البيانات الموسعة الشكل 2 النتائج الكاملة للحركات الحركية يناسب M60-UCD1.

أ، السرعة الشعاعية ب، تشتت ج، الانحراف ح3 د، التفرطح ح4. تُظهر الخطوط السوداء استمرارية K-band على فترات من 1 mag arcsec −2. الوسيط 1σ الأخطاء هي 5.8 km s 1 للسرعات ، km 6.8 s 1 للتشتت ، 0.06 من أجل ح3 و 0.07 من أجل ح4. يُظهر الانحراف بوضوح العلاقة المضادة الشائعة مع السرعة 49.

البيانات الموسعة الشكل 3 توزيع الكتلة كدالة للدوران ومتوسط ​​نصف قطر المدارات كما يستدل من النموذج الديناميكي.

يتم تعريف متوسط ​​الدوران على أنه ، أين هو متوسط ​​الزخم الزاوي على طول ض-اتجاه، هو متوسط ​​نصف القطر ، و هي متوسط ​​اللحظة الثانية من المدار. عدة مكونات متميزة مرئية. على الرغم من أن 70٪ من الكتلة تدور في مدارات مشتركة مع (كما هو موضح كخطوط حمراء وزرقاء) ، هناك أيضًا قدر كبير من الكتلة في المكونات بدون دوران أو دوران عكسي.

البيانات الموسعة الشكل 4 تباين الخواص وتوزيع نوع المدار كدالة لنصف القطر.

أ, β و βض تظهر كخطوط متصلة ومتقطعة ، على التوالي. تباين الخواص يشير إلى الحجم النسبي للسرعة الإهليلجية في الإحداثيات الكروية وهو ثابت نسبيًا على نصف القطر الذي يتم فحصه بواسطة علم الحركة. من ناحية أخرى (بوحدات أسطوانية) تنخفض تدريجيًا. ومع ذلك ، نلاحظ أن السرعة الإهليلجية لا يمكن محاذاة الإحداثيات الأسطوانية في جميع أنحاء نظام نجمي ، وبالتالي تفسير مادي لـ βض ليس واضحًا. ب، جزء المدار النسبي كدالة لنصف القطر.

البيانات الموسعة الشكل 5 نماذج ديناميكية متدرجة نسبة الكتلة إلى الضوء.

أ، يُظهر الخط الصلب أفضل نسبة كتلة إلى ضوء تناسب نطاق g (م/إلز) لنموذج يتضمن ملف م/إل متدرج ولكن لا يوجد ثقب أسود. الحد الأقصى م/إلز المتوقع لسكان نجمي عاديين (بافتراض أن صندوق النقد الدولي القياسي وعمر 13 سنة) هو 5.1 المركز المركزي م/إلز حوالي ثلاثة أضعاف هذه القيمة. تشير الخطوط الرمادية إلى نطاق م/إلز قيم لنماذج التدرج في حدود 1σ من الأنسب. يُظهر الخط المتقطع أفضل ثابت مناسب-م/إل نموذج يشتمل على ثقب أسود فائق الكتلة. ب، الكتلة المغلقة كدالة لنصف القطر. المتغير م/إل يتم عرض الملاءمة مع عدم وجود ثقب أسود كخط متصل مع عدم اليقين باللون الرمادي. توضح الخطوط المتقطعة باللونين الأسود والأحمر الكتلة النجمية المغلقة والكتلة بما في ذلك الثقب الأسود من الثابت-م/إل + تناسب الثقب الأسود.

البيانات الموسعة الشكل 6 محاكاة تجريد المد والجزر.

أ، تطور الكتلة المرتبطة بالسلف حيث يتم تجريدها لتشكيل UCD. استندت خصائص السلف إلى تقديرات من M60-UCD1 ، بينما تستند المجرة المتعرجة إلى إمكانات M60. ب، تطور ملف تعريف الكثافة لمجرة مجردة من المد والجزر ينتج عنها جسم نهائي مشابه لجسم M60-UCD1.


شاهد الفيديو: Shongwesi (يوليو 2022).


تعليقات:

  1. Seignour

    شكرا جزيلا.

  2. Cecilio

    اعجبني ذلك

  3. Iseabail

    يبدو لي أنك على حق

  4. Ajmal

    المدونة فقط فائقة ، سأوصي بها لأصدقائي!

  5. Flynt

    انت لست على حق. أدخل سنناقش.

  6. Mahkah

    المعلومات المفيدة



اكتب رسالة