حقوق الصورة: ESO
تحقيق حلم قديم لعلماء الفلك ، جعلت الملاحظات باستخدام مقياس تداخل التلسكوب الكبير جدًا (VLTI) في مرصد ESO Paranal (تشيلي) من الممكن الآن الحصول على صورة واضحة للمحيط المباشر للثقب الأسود في مركز مجرة نشطة . النتائج الجديدة تتعلق بالمجرة الحلزونية NGC 1068 ، الواقعة على مسافة حوالي 50 مليون سنة ضوئية.
يظهرون تكوينًا للغبار الدافئ نسبيًا (حوالي 50 درجة مئوية) يبلغ طوله 11 عامًا ضوئيًا وسمكه 7 سنوات ضوئية ، مع منطقة داخلية أكثر حرارة (500 درجة مئوية) ، وعرضها حوالي 2 سنة ضوئية.
تؤكد هذه الملاحظات التصويرية والطيفية النظرية الحالية القائلة بأن الثقوب السوداء في مراكز المجرات النشطة مغمورة في هيكل سميك على شكل دونات من الغاز والغبار يسمى "الحيد".
في هذه الدراسة الرائدة ، استخدم الأول من نوعه كائنًا خارج المجرى بواسطة قياس التداخل بالأشعة تحت الحمراء طويل المدى ، استخدم فريق دولي من علماء الفلك [2] أداة MIDI الجديدة في مختبر VLTI. تم تصميمه وبناؤه بالتعاون بين معاهد البحث الألمانية والهولندية والفرنسية [3].
من خلال الجمع بين الضوء من اثنين من مقاري وحدة VLT مقاس 8.2 م أثناء عمليتي رصد في يونيو ونوفمبر 2003 ، على التوالي ، تم تحقيق دقة قصوى تبلغ 0.013 اركسيك ، تقابل حوالي 3 سنوات ضوئية على مسافة NGC 1068. أطياف الأشعة تحت الحمراء تم الحصول على المنطقة المركزية من هذه المجرة التي تشير إلى أن الغبار الساخن ربما يكون من تكوين سيليكات الألومينو.
تم نشر النتائج الجديدة في ورقة بحثية ظهرت في عدد 6 مايو 2004 من مجلة الطبيعة الدولية.
NGC 1068 - مجرة نشطة نموذجية
المجرات النشطة هي من بين الأجسام الأكثر إثارة في السماء. نواتها المدمجة (AGN = Active Galaxy Nuclei) مضيئة للغاية بحيث يمكنها التفوق على المجرة بأكملها ؛ وتشكل "الكوازارات" الحالات القصوى لهذه الظاهرة. تظهر هذه الأجسام الكونية العديد من خصائص الملاحظة المثيرة للاهتمام على كامل الطيف الكهرومغناطيسي ، بدءًا من الراديو إلى انبعاث الأشعة السينية.
هناك الآن الكثير من الأدلة على أن محطة الطاقة النهائية لهذه الأنشطة تنشأ في ثقوب سوداء فائقة الكتلة تصل كتلتها إلى آلاف الملايين من كتلة شمسنا ، راجع. على سبيل المثال ، ESO PR 04/01. تحتوي المجرة في مجرة درب التبانة على حوالي 3 ملايين كتلة شمسية فقط. ESO PR 17/02. ويعتقد أن الثقب الأسود يتغذى من قرص تراكم بالغاز والغبار يحيط به. سيتم ضغط المواد التي تسقط باتجاه هذه الثقوب السوداء وتسخينها إلى درجات حرارة هائلة. يشع هذا الغاز الساخن كمية هائلة من الضوء ، مما يتسبب في تألق نواة المجرة النشطة بشكل مشرق.
يعد NGC 1068 (المعروف أيضًا باسم Messier 77) من بين المجرات النشطة الأكثر سطوعًا والأقرب. تقع في كوكبة Cetus (الحوت) على مسافة حوالي 50 مليون سنة ضوئية ، تبدو وكأنها مجرة حلزونية عادية. ومع ذلك ، فإن قلب هذه المجرة مضيء للغاية ، ليس فقط في الضوء ، ولكن أيضًا في ضوء الأشعة فوق البنفسجية والأشعة السينية. مطلوب ثقب أسود مع كتلة تعادل حوالي 100 مليون مرة كتلة شمسنا لحساب النشاط النووي في NGC 1068.
ملاحظات VLTI
في ليالي 14 إلى 16 يونيو 2003 ، أجرى فريق من علماء الفلك الأوروبيين [2] سلسلة أولى من الملاحظات للتحقق من الإمكانات العلمية لأداة MIDI المثبتة حديثًا على VLTI. كما درسوا المجرة النشطة NGC 1068. بالفعل في هذه المحاولة الأولى ، كان من الممكن رؤية التفاصيل بالقرب من مركز هذا الكائن ، راجع. ESO PR 17/03.
MIDI حساس لضوء طول موجة بالقرب من 10 أمتار ، أي في المنطقة الطيفية المتوسطة تحت الحمراء ("الأشعة تحت الحمراء الحرارية"). مع مسافات بين التلسكوبات المساهمة ("خطوط الأساس") تصل إلى 200 متر ، يمكن أن يصل MIDI إلى أقصى دقة زاوية (حدة الصورة) تبلغ حوالي 0.01 قوس قوسي. على نفس القدر من الأهمية ، من خلال الجمع بين أشعة الضوء من اثنين من مقاري وحدة VLT مقاس 8.2 م ، يسمح MIDI الآن ، لأول مرة ، بإجراء قياس التداخل بالأشعة تحت الحمراء لأجسام باهتة نسبيًا خارج مجرتنا ، درب التبانة.
مع حساسيته العالية للإشعاع الحراري ، فإن MIDI مناسبة بشكل مثالي لدراسة المواد في المناطق المحجوبة للغاية بالقرب من الثقب الأسود المركزي ويتم تسخينها بالأشعة فوق البنفسجية والبصرية. ثم يتم إعادة إشعاع الطاقة التي تمتصها حبيبات الغبار عند أطوال موجية أطول في المنطقة الطيفية الحرارية تحت الحمراء بين 5 و 100 م.
المنطقة المركزية في NGC 1068
تم تأمين الملاحظات التداخلية الإضافية في نوفمبر 2003 عند خط الأساس 42 م. بعد التحليل الدقيق لجميع البيانات ، سمح الاستبانة المكانية المحققة (حدة الصورة) والأطياف التفصيلية للفلكيين بدراسة بنية المنطقة المركزية من NGC 1068.
يكتشفون وجود سحابة "حارة" من أعماق الغبار ، تسخن إلى حوالي 500 درجة مئوية وقطرها يساوي أو أصغر من حدة الصورة المحققة ، أي حوالي 3 سنوات ضوئية. وهي محاطة بمنطقة باردة ومغبرة ، تبلغ درجة حرارتها حوالي 50 درجة مئوية ، يبلغ عرضها 11 سنة ضوئية وسمكها حوالي 7 سنوات ضوئية. هذا على الأرجح هو السحابة المركزية على شكل قرص متوقعة تدور حول الثقب الأسود.
إن السُمك المقارن للبنية المرصودة (السماكة ~ 65٪ من القطر) له أهمية خاصة من حيث أنه يمكن أن يظل مستقرًا فقط إذا تعرض لحقن مستمر من الطاقة (الحركية). ومع ذلك ، لا يقدم أي من النماذج الحالية للمناطق المركزية في المجرات النشطة تفسيرًا مقنعًا لذلك.
توفر أطياف MIDI ، التي تغطي فاصل الطول الموجي من 8 - 13.5 م ، أيضًا معلومات حول التكوين المحتمل لحبوب الغبار. المكون الأكثر ترجيحًا هو سيليكات ألومنيوم الكالسيوم (Ca2Al2SiO7) ، وهو نوع ذو درجة حرارة عالية يوجد أيضًا في الأجواء الخارجية لبعض النجوم العملاقة. ومع ذلك ، لا يمكن لهذه الملاحظات التجريبية أن تستبعد بشكل نهائي الأنواع الأخرى من الغبار غير الزيتوني.
المصدر الأصلي: ESO News Release
