لعقود ، حير علماء الفيزياء الفلكية حول العلاقة بين الثقوب السوداء الهائلة (SMBHs) والمجرات الخاصة بهم. منذ السبعينيات ، من المفهوم أن غالبية المجرات الضخمة لديها SMBH في مركزها ، وأن هذه محاطة بمحور دوار للغاز والغبار. إن وجود هذه الثقوب السوداء والتوري هي ما تسبب أن يكون للمجرات الضخمة نواة مجرة نشطة (AGN).
ومع ذلك ، كشفت دراسة حديثة أجراها فريق دولي من الباحثين عن نتيجة مذهلة عند دراسة هذه العلاقة. باستخدام مصفوفة Atacama كبيرة المليمتر / دون المليمتر (ALMA) لمراقبة مجرة نشطة ذات تدفق غاز مؤين قوي من مركز المجرة ، حصل الفريق على نتائج يمكن أن تشير إلى عدم وجود علاقة بين SMBH والمجرة المضيفة.
ظهرت الدراسة التي حملت عنوان "لا توجد علامة على تدفق قوي للغاز الجزيئي في مجرة مظلمة بالأشعة تحت الحمراء مع تدفق قوي للغاز المتأين". مجلة الفيزياء الفلكية. قاد الدراسة يوشكي توبا من معهد Academica Sinica Institute of Astronomy and Astrophysics في تايوان ، وتضمنت أعضاء من جامعة Ehime ، وجامعة Kogakuin ، والمرصد الفلكي الوطني في اليابان ، وجامعة الدراسات العليا للدراسات المتقدمة (SOKENDAI) ، وجامعة John Hopkins. .
يبقى السؤال حول كيفية تأثير SMBHs على تطور المجرة أحد أكبر الأسئلة التي لم يتم حلها في علم الفلك الحديث. من بين علماء الفيزياء الفلكية ، من الاستنتاج السابق أن SMBHs لها تأثير كبير على تكوين وتطور المجرات. وفقًا لهذه الفكرة المقبولة ، تؤثر SMBHs بشكل كبير على الغاز الجزيئي في المجرات ، والذي له تأثير عميق على تكوين النجوم.
في الأساس ، ترى هذه النظرية أن المجرات الأكبر تتراكم المزيد من الغاز ، مما يؤدي إلى المزيد من النجوم وثقب أسود مركزي أكبر. في الوقت نفسه ، هناك آلية للتغذية المرتدة ، حيث تتزايد الثقوب السوداء المتزايدة على نفسها. وينتج عن ذلك إرسال كمية هائلة من الطاقة في شكل نفاثات إشعاعية وجسيمات ، والتي يعتقد أنها تقلل من تكوين النجوم في محيطها.
ومع ذلك ، عند ملاحظة مجرة مظلمة بالأشعة تحت الحمراء (DOG) - WISE1029 + 0501 - حصل Yoshiki وزملاؤه على نتائج تتعارض مع هذه الفكرة. بعد إجراء تحليل مفصل باستخدام ALMA ، وجد الفريق أنه لا توجد علامات تدل على تدفق كبير للغاز الجزيئي من WISE1029 + 0501. ووجدوا أيضًا أن نشاط تكوين النجوم في المجرة لم يكن أكثر كثافة أو قمعًا.
هذا يشير إلى أن تدفق الغاز المؤين القوي القادم من SMBH في WISE1029 + 0501 لم يؤثر بشكل كبير على الغاز الجزيئي المحيط أو تكوين النجوم. كما أوضح الدكتور يوشيكي توبا ، هذه النتيجة:
"[H] حيث جعل التطور المشترك للمجرات والمجاري السوداء فائقة الكتلة محيرًا أكثر. الخطوة التالية هي النظر في المزيد من البيانات لهذا النوع من المجرات. وهذا أمر حاسم لفهم الصورة الكاملة لتكوين المجرات وتطورها والثقوب السوداء الهائلة ".
هذا ليس فقط في مواجهة الحكمة التقليدية ، ولكن أيضًا في مواجهة الدراسات الحديثة التي أظهرت ارتباطًا وثيقًا بين كتلة الثقوب السوداء المركزية وتلك المجرات المضيفة. يشير هذا الارتباط إلى أن الثقوب السوداء الهائلة والمجرات المضيفة لها تطورت معًا على مدار 13.8 مليار سنة الماضية وتفاعلت عن كثب مع نموها.
في هذا الصدد ، عمقت هذه الدراسة الأخيرة فقط سر العلاقة بين SMBHs ومجراتهم. كما أشار تورو ناجاو ، الأستاذ في جامعة إيمى والمؤلف المشارك في الدراسة ، إلى:
"لا يفهم علماء الفلك العلاقة الحقيقية بين نشاط الثقوب السوداء الهائلة للغاية وتكوين النجوم في المجرات. لذلك ، فإن العديد من علماء الفلك بما فيهم نحن حريصون على مراقبة المشهد الحقيقي للتفاعل بين التدفق النووي وأنشطة تكوين النجوم ، للكشف عن سر التطور المشترك. "
اختار الفريق WISE1029 + 0501 لدراستهم لأن الفلكيين يعتقدون أن DOGs تحتوي على SMBHs النامية بنشاط في نواتها. على وجه الخصوص ، WISE1029 + 0501 هو مثال متطرف للمجرات حيث يتأين الغاز المتدفق من الإشعاع المكثف من SMBH. على هذا النحو ، كان الباحثون متحمسين للغاية لمعرفة ما يحدث للغاز الجزيئي لهذه المجرة.
أصبحت الدراسة ممكنة بفضل حساسية ALMA ، وهي ممتازة عندما يتعلق الأمر بالتحقيق في خصائص الغاز الجزيئي ونشاط تكوين النجوم في المجرات. في الواقع ، تم إجراء العديد من الدراسات في السنوات الأخيرة التي اعتمدت على ALMA للتحقيق في خصائص الغازات و SMBHs للمجرات البعيدة.
وبينما تتعارض نتائج هذه الدراسة مع النظريات الشائعة حول تطور المجرة ، فإن يوشيكي وزملاؤه متحمسون لما يمكن أن تكشفه هذه الدراسة. في النهاية ، قد يكون الإشعاع الصادر عن SMBH لا يؤثر دائمًا على الغاز الجزيئي وتكوين النجوم لمجرة المجرة.
قال يوشيكي: "إن فهم مثل هذا التطور المشترك أمر بالغ الأهمية لعلم الفلك". "من خلال جمع البيانات الإحصائية لهذا النوع من المجرات والاستمرار في المزيد من ملاحظات المتابعة باستخدام ALMA ، نأمل في الكشف عن الحقيقة."
