ثقب أسود متوسط الكتلة

من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة
اذهب إلى التنقل اذهب إلى البحث
HST G1 (Mayall II).jpg

ثقب أسود متوسط الكتلة (بالإنجليزية: Intermediate-mass black hole)‏ (آي إم بي إتش) هي اسم فئة من الثقوب السوداء ذات كتلة تتراوح بين 100 و100000 ضعف كتلة الشمس، أثقل بكثير من الثقوب السوداء النجمية ولكن أخف من الثقوب سوداء فائقة الكتلة (بين 100 ألف ومليار كتلة شمسية).[1][2] اكتُشف العديد من الثقوب السوداء متوسطة الكتلة المرشحة في مجرتنا وغيرها من المجرات القريبة، استنادًا على عمليات الرصد غير المباشرة لسرعة الغازات والقرص التراكمي بدرجات متنوع من الأدلة.

الأدلة الرصدية[عدل]

يأتي أقوى دليل على وجود ثقوب سوداء متوسطة الكتلة من عدد قليل من النوى المجرية النشطة ذات الضياء المنخفض.[3] نظرًا لنشاطها، من شبه المؤكد أن هذه المجرات تحتوي على ثقوب سوداء ذات قرص تراكمي، وفي بعض الحالات يمكن تقدير كتل الثقوب السوداء باستخدام تقنية رسم خرائط المترددة. على سبيل المثال، يبدو أن المجرة الحلزونية إن جي سي 4395، التي تبعد مسافة 4 ملايين فرسخ فلكي، تحتوي على ثقب أسود بكتلة تبلغ نحو3*105 كتلة شمسية.[4]

تشمل أكبر عينة مُحدثة من الثقوب السوداء متوسطة الكتلة 305 ثقبًا أسودًا مُرشحًا[5] جرى اختيارها عن طريق تحليل متطور لمليون صورة طيفية لمجرات جُمعت بواسطة مسح سلون الرقمي للسماء.[6] كُشفت انبعاثات الأشعة السينية من 10 مرشحين،[5] ما أكد تصنيفها كثقوب سوداء متوسطة الكتلة.

يُشتبه في أن بعض مصادر الأشعة السينية فائقة التألق (يو إل إكس) في المجرات القريبة هي ثقوب سوداء متوسطة الكتلة، بكتل تتراوح بين مئة وألف كتلة شمسية.[7] تُرصد يو إل إكس في مناطق تشكل النجوم (على سبيل المثال، في مجرة الانفجار النجمي إم 82[8])، ويبدو أنها مرتبطة بعناقيد نجمية صغيرة رُصدت أيضًا في هذه المناطق. مع ذلك، يمكن فقط لقياس الكتل الديناميكي من التحليل الطيفي البصري للنجم المرافق أن يكشف عن وجود ثقب أسود متوسط الكتلة كجرم تراكمي متراص خاص بيو إل إكس.

زُعم أن بعض العناقيد المغلقة تحتوي على ثقب أسود متوسط الكتلة، بناءً على قياسات سرعات النجوم بالقرب من مركزها. مع ذلك، لم تصمد أي من عمليات الكشف المزعومة أمام الفحص الدقيق.[3] على سبيل المثال، يمكن أن تكون بيانات عنقود إم 31 جي 1 مناسبةً بشكل جيد دون وجود جرم مركزي ضخم.[9]

يمكن الحصول على أدلة إضافية على وجود ثقب أسود متوسط الكتلة من رصد إشعاع الموجات الثقالية المُنبعثة من نظام ثنائي يحتوي على ثقب أسود متوسط الكتلة وبقايا نجمية متراصة أو ثقب أسود متوسط الكتلة آخر.[10][11]

أخيرًا، تتنبأ علاقة إم–سيغما بوجود ثقوب سوداء ذات كتل تتراوح بين 104 و106 كتلة شمسية في المجرات منخفضة الضياء.

اكتشافات محتملة[عدل]

في نوفمبر 2004، أبلغ فريق من علماء الفلك عن اكتشاف جي سي آي آر إس 12 إي، أول ثقب أسود متوسط الكتلة اكتُشف في مجرتنا، وهو يدور حول الرامي إيه* من على بعد ثلاث سنوات ضوئية.[12] يقع هذا الثقب الأسود المتوسط، الذي تبلغ كتلته 1300 كتلة شمسية، ضمن عنقود يضم سبع نجوم، الذي قد يكون ما خلفه عنقود نجمي ضخم جُرد من مكوناته من قبل الثقب الأسود الفائق في مركز المجرة. قد يدعم هذا الرصد فكرة أن الثقوب السوداء الفائقة تنمو عن طريق امتصاص الثقوب والنجوم الأصغر المجاورة. مع ذلك، زعمت مجموعة بحثية ألمانية في عام 2005 أن وجود ثقب أسود متوسط الكتلة بالقرب من مركز المجرة هو أمر مشكوك فيه، بناءً على دراسة ديناميكية للعنقود النجمي حيث يُعتقد وجود ثقب أسود متوسط الكتلة.[13] يمكن أيضًا الكشف عنثقب أسود متوسط الكتلة بالقرب من مركز المجرة من خلال الاضطرابات التي يؤثر بها على النجوم التي تدور حول الثقب الأسود الفائق.[14]

مراجع[عدل]

  1. ^ Jiang, Yan-Fei; Greene, Jenny E.; Ho, Luis C.; Xiao, Ting; Barth, Aaron J. (2011), The Host Galaxies of Low-mass Black Holes
  2. ^ Graham, Alister W.; Scott, Nicholas (2015), The (Black Hole)-bulge Mass Scaling Relation at Low Masses
  3. أ ب Merritt, David (2013)، Dynamics and Evolution of Galactic Nuclei، Princeton, NJ: Princeton University Press، ISBN 9781400846122، مؤرشف من الأصل في 14 مايو 2020.
  4. ^ Peterson, Bradley؛ وآخرون (2005)، "Multiwavelength Monitoring of the Dwarf Seyfert 1 Galaxy NGC 4395. I. A Reverberation-based Measurement of the Black Hole Mass"، The Astrophysical Journal، 632 (2): 799–808، arXiv:astro-ph/0506665، Bibcode:2005ApJ...632..799P، doi:10.1086/444494.
  5. أ ب Chilingarian, Igor؛ وآخرون (2018)، "A Population of Bona Fide Intermediate-mass Black Holes Identified as Low-luminosity Active Galactic Nuclei"، The Astrophysical Journal، 863 (1): 799–808، arXiv:1805.01467، Bibcode:2018ApJ...863....1C، doi:10.3847/1538-4357/aad184.
  6. ^ Sloan Digital Sky Survey https://www.sdss.org نسخة محفوظة 2020-06-23 على موقع واي باك مشين.
  7. ^ Maccarone, T.J.؛ Kundu, A؛ Zepf, SE؛ Rhode, KL (2007)، "A black hole in a globular cluster"، Nature، 445 (7124): 183–185، arXiv:astro-ph/0701310، Bibcode:2007Natur.445..183M، doi:10.1038/nature05434، PMID 17203062.
  8. ^ Patruno, A.؛ Portegies Zwart, S.؛ Dewi, J.؛ Hopman, C. (2006)، "The ultraluminous X-ray source in M82: an intermediate-mass black hole with a giant companion"، Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters، 370 (1): L6–L9، arXiv:astro-ph/0506275، Bibcode:2006MNRAS.370L...6P، doi:10.1111/j.1745-3933.2006.00176.x.
  9. ^ Baumgardt, H.؛ وآخرون (2003)، "A Dynamical Model for the Globular Cluster G1"، The Astrophysical Journal، 589 (1): L25–L28، arXiv:astro-ph/0301469، Bibcode:2003ApJ...589L..25B، doi:10.1086/375802.
  10. ^ Hopman, Clovis؛ Simon Portegies Zwart (2005)، "Gravitational waves from remnants of ultraluminous X-ray sources"، Mon. Not. R. Astron. Soc. Lett.، 363 (1): L56–L60، arXiv:astro-ph/0506181، Bibcode:2005MNRAS.363L..56H، doi:10.1111/j.1745-3933.2005.00083.x.
  11. ^ "Measuring Intermediate-Mass Black-Hole Binaries with Advanced Gravitational Wave Detectors"، Gravitational Wave Group، University of Birmingham، مؤرشف من الأصل في 30 ديسمبر 2019، اطلع عليه بتاريخ 28 نوفمبر 2015.
  12. ^ S2 and Central Black Hole نسخة محفوظة 30 نوفمبر 2019 على موقع واي باك مشين.
  13. ^ Schoedel, R.؛ A. Eckart؛ C. Iserlohe؛ R. Genzel؛ T. Ott (2005)، "A Black Hole in the Galactic Center Complex IRS 13E?"، Astrophys. J.، 625 (2): L111–L114، arXiv:astro-ph/0504474، Bibcode:2005ApJ...625L.111S، doi:10.1086/431307.
  14. ^ Gualandris, A.؛ Merritt, D. (2009)، "Perturbations of Intermediate-mass Black Holes on Stellar Orbits in the Galactic Center"، Astrophys. J.، 705 (1): 361–371، arXiv:0905.4514، Bibcode:2009ApJ...705..361G، doi:10.1088/0004-637X/705/1/361.