طن 618

يُعدّ TON 618 (اختصارًا لـ Tonantzintla 618 ) كوازارًا فائق اللمعان، ذو خطوط انبعاث عريضة ، ومصدرًا قويًا للموجات الراديوية ، وبقعة لايمان-ألفا [ 2 ويقع بالقرب من حدود كوكبتي السلوقيان وشعر برنيس ، بمسافة إسقاطية متحركة تبلغ حوالي 18.2 مليار سنة ضوئية من الأرض . [ أ ] ويحتوي على أحد أضخم الثقوب السوداء التي تم اكتشافها على الإطلاق، بكتلة تقارب 40.7 مليار ضعف كتلة الشمس ( M☉[ 3 ] [ 4 ] على الرغم من أن بعض التقديرات الأقدم والأكثر شيوعًا تُشير إلى كتلة تبلغ 66 مليار ضعف كتلة الشمس .

التاريخ القائم على الملاحظة

بما أن الكوازارات لم تُكتشف حتى عام 1963، [ 5 ] فقد ظلت طبيعة هذا الجسم مجهولة عندما رُصد لأول مرة في مسحٍ أُجري عام 1957 للنجوم الزرقاء الخافتة (معظمها أقزام بيضاء ) التي تقع بعيدًا عن مستوى مجرة ​​درب التبانة . في الصور الفوتوغرافية الملتقطة بتلسكوب شميدت ذي قطر 0.7 متر (27.5 بوصة ) في مرصد تونانتزينتلا بالمكسيك ، ظهر الجسم على أنه نجم "بنفسجي واضح" أو أزرق خافت ، وقد أدرجه الفلكيان المكسيكيان براوليو إيريارتي وإنريكي تشافيرا تحت الرقم 618 في فهرس تونانتزينتلا . [ 6 ]  

بعد ثلاثة عشر عامًا، في عام 1970، كشف مسح راديوي في بولونيا بإيطاليا عن انبعاثات راديوية من TON 618، مما يشير إلى أنه كوازار. [ 7 ] ثم حصلت ماري هيلين أولريش على أطياف ضوئية لـ TON 618 في مرصد ماكدونالد ، والتي أظهرت خطوط انبعاث نموذجية للكوازار. ومن خلال الانزياح الأحمر العالي لهذه الخطوط، استنتجت أولريش أن TON 618 بعيد جدًا، وبالتالي فهو أحد ألمع الكوازارات المعروفة. [ 8 ]

عناصر

ثقب أسود فائق الكتلة

مقارنة حجم آفاق الحدث للثقوب السوداء TON 618 و Phoenix A. تم تضمين مدار نبتون (البيضاوي الأبيض) للمقارنة.

يُعتقد أن TON 618، باعتباره كوازارًا، هو النواة المجرية النشطة في مركز مجرة ، ومحركها ثقب أسود فائق الكتلة يتغذى على الغاز والمادة شديدة السخونة في قرص تراكمي . ونظرًا لانزياحه الأحمر المرصود البالغ 2.219، يُقدّر زمن انتقال الضوء عبر TON 618 بحوالي 10.8 مليار سنة، وهو ما يتناسب طرديًا مع بُعده بالسنوات الضوئية . وبسبب سطوع الكوازار المركزي، فإن المجرة المحيطة به تُطغى عليها إضاءته، وبالتالي لا يمكن رؤيتها من الأرض. ويبلغ قدره المطلق-30.7 ، يتألق بإضاءة قدرها تبلغ قوته 4 × 10 ^ 40 واط ، أو ما يعادل سطوع شمسنا ( L ) بمقدار 140 تريليون مرة، مما يجعله أحد ألمع الأجرام في الكون المعروف. [ 1 ]

كغيره من الكوازارات، يمتلك TON 618 طيفًا يحتوي على خطوط انبعاث من غاز أبرد يقع أبعد بكثير من قرص التراكم، في منطقة الخطوط العريضة . ويمكن حساب حجم هذه المنطقة من سطوع إشعاع الكوازار الذي يُضيئها. [ 9 ] استخدم شيمر وزملاؤه خطوط انبعاث N V وC IV لحساب عرض خط الطيفي لما لا يقل عن 29 كوازارًا، بما في ذلك TON 618، كمقياس مباشر لمعدلات تراكمها، وبالتالي كتلة الثقب الأسود المركزي. [ 10 ]

وُجد أن خطوط الانبعاث في طيف TON 618 عريضة بشكل غير عادي، [ 8 ] مما يشير إلى أن الغاز يتحرك بسرعة كبيرة؛ وكان عرض نصف القيمة القصوى لـ TON 618 هو الأكبر بين الكوازارات الـ 29، مع تلميحات من تم قياس سرعة المادة المتساقطة إلى داخل الثقب الأسود TON 618 مباشرةً من خلال خط طيف Hβ ، مما يشير إلى قوة جاذبية هائلة. [ 10 ] وبناءً على ذلك، قُدِّرت كتلة الثقب الأسود المركزي في TON 618 بنحو 66 مليار كتلة شمسية . [ 10 ] تُعد هذه الكتلة من أعلى الكتل المسجلة على الإطلاق لمثل هذا الجسم؛ فهي أعلى من كتلة جميع نجوم مجرة ​​درب التبانة مجتمعة، والتي تبلغ 64 مليار كتلة شمسية ، [ 11 ] وأكبر بـ 15300 مرة من كتلة القوس A * ، الثقب الأسود المركزي في مجرة ​​درب التبانة. وبهذه الكتلة الهائلة، قد يُصنَّف TON 618 ضمن تصنيف جديد مقترح للثقوب السوداء فائقة الكتلة . [ 12 ] [ 13 ] يبلغ نصف قطر شوارزشيلد لثقب أسود بهذه الكتلة 1300 وحدة فلكية (194 مليار كيلومتر ؛ 0.0206 سنة ضوئية ) أو 283000 نصف قطر شمسي ( R )، وهو ما يزيد عن 60 ضعف المسافة من بلوتو إلى الشمس.   

أظهر قياس أحدث أجراه شو جي وآخرون في عام 2019، والذي يستخدم خط انبعاث C IV، وهو خط طيفي بديل لخط H β - باستخدام نفس البيانات التي تم إعادة إنتاجها في الورقة البحثية السابقة لشيمر - سرعة نسبية أقل للغاز المحيط.2761 ± 423  كم/ث ، مما يشير إلى كتلة أقل للثقب الأسود المركزي تبلغ 40.7 مليار كتلة شمسية ، وهي بالتالي أقل من التقدير السابق. [ 3 ] ونظرًا لأن نصف قطر شوارزشيلد ينمو تناسبياً مع كتلة الثقب الأسود، فإن هذا يتوافق مع أفق حدث يمتد على مسافة 800 وحدة فلكية (120 مليار كيلومتر؛ 0.0127 سنة ضوئية) ، أي ما يعادل حوالي 40 ضعف المسافة بين بلوتو والشمس.  

تتوقع نماذج التطور القائمة على الكتلة المعاد تقييمها للثقب الأسود فائق الكتلة في TON 618 أن عمره سيبلغ حوالي1.3 × 10 99 سنة (قرب نهاية عصر الثقب الأسود في الكون، عندما يكون عمره حوالي 10 89 ضعف عمره الحالي)، قبل أن يتبدد عبر إشعاع هوكينج . [ 14 ]

سديم ليمان ألفا

صورة مُحاكاة حاسوبية مُقرّبة لبقعة من خط لايمان-ألفا . توجد سحابة غازية مماثلة في TON 618.

تم توثيق طبيعة TON 618 كمصدر لانبعاث خط لايمان-ألفا بشكل جيد منذ ثمانينيات القرن الماضي على الأقل. [ 15 ] تتميز مصادر انبعاث لايمان-ألفا بانبعاثها الكبير لخط لايمان-ألفا ، وهو طول موجي فوق بنفسجي ينبعث من الهيدروجين المتعادل. ومع ذلك، كان من الصعب للغاية دراسة هذه الأجسام نظرًا لامتصاص خط لايمان-ألفا بشدة بواسطة الهواء في الغلاف الجوي للأرض ، مما حدّ من دراسة مصادر انبعاث لايمان-ألفا لتلك الأجسام ذات الانزياح الأحمر العالي. وقد جعل انبعاث TON 618 الساطع لإشعاع لايمان-ألفا إلى جانب انزياحه الأحمر العالي منه أحد أهم الأجسام في دراسة غابة لايمان-ألفا . [ 16 ]

كشفت عمليات الرصد التي أجراها مرصد أتاكاما الكبير للموجات المليمترية (ALMA) في عام 2021 عن المصدر الظاهر لإشعاع لايمان-ألفا الصادر عن TON 618: سحابة هائلة من الغاز تحيط بالكوازار ومجرته المضيفة. [ 2 ] وهذا ما يجعلها بقعة لايمان-ألفا (LAB) ، وهي واحدة من أكبر الأجسام المعروفة من هذا النوع حتى الآن.

تُعدّ السدم الغازية من نوع LAB تجمعات هائلة من الغازات، أو السدم، تُصنّف أيضاً ضمن مصادر انبعاث خط لايمان-ألفا. وتُعتبر هذه السحب الضخمة، بحجم المجرات، من أكبر السدم المعروفة، حيث وصل حجم بعض السدم الغازية من نوع LAB التي تمّ تحديدها في العقد الأول من القرن الحادي والعشرين إلى مئات الآلاف من السنين الضوئية على الأقل . [ 17 ]

في حالة TON 618، يبلغ قطر سديم لايمان-ألفا الهائل المحيط به 100 كيلوبارسيك على الأقل (330,000 سنة ضوئية ) ، أي ثلاثة أضعاف حجم مجرة ​​درب التبانة. [ 2 ] يتكون السديم من جزأين: تدفق جزيئي داخلي وغاز جزيئي بارد واسع النطاق في وسطه المحيط بالمجرة، تبلغ كتلة كل منهما 50 مليار كتلة شمسية ، [ 2 ] وكلاهما محاذٍ للنفث الراديوي الناتج عن الكوازار المركزي. يُثير الإشعاع الشديد الصادر من TON 618 الهيدروجين في السديم لدرجة تجعله يتوهج بشدة في خط لايمان-ألفا، وهو ما يتوافق مع رصدات أخرى لسديم لايمان-ألفا مدفوعة بمجراتها الداخلية. [ 18 ] بما أن كل من الكوازارات و LABs هي أسلاف المجرات الحديثة، فإن الملاحظة على TON 618 و LAB الهائل الخاص بها أعطت نظرة ثاقبة للعمليات التي تدفع تطور المجرات الضخمة، [ 2 ] على وجه الخصوص استكشاف تأينها وتطورها المبكر. 

انظر أيضاً

أشياء أخرى جديرة بالذكر في كتالوج تونانتزينتلا

ملحوظات

  1. قد تبدو هذه المسافة متناقضة مع عمر الكون، وهي أكبر من أقدم ضوء لأبعد الأجسام. مع ذلك، فإن فرق الزمن هذا يُقابله مقدار آخر، وهو مسافة انتقال الضوء، والتي تبلغ 10.8 مليار سنة ضوئية فقط. انظر قسم " مقاييس المسافة (علم الكونيات)" ، الذي يشرح مقاييس المسافة المستخدمة في علم الكونيات .

مراجع

  1. ١ ٢ ٣ ٤ ٥ ٦ ٧ ٨ "نتائج NED للكائن TON 618" . قاعدة بيانات ناسا/IPAC للأجرام السماوية خارج المجرة . مؤرشفة من الأصل بتاريخ ١٥ أغسطس ٢٠٢١. تم الاطلاع عليها بتاريخ ١٥ أغسطس ٢٠٢١ .
  2. 1 2 3 4 5 لي، جيانروي؛ إيمونتس، بي إتش سي؛ كاي، زد.؛ بروشاسكا، جيه إكس؛ يون، آي.؛ لينرت، إم دي؛ تشانغ، إس.؛ وو، واي.؛ لي، جيانان؛ لي، مينغيو؛ لاسي، إم.؛ فيلار-مارتن، إم. (25 نوفمبر 2021). "تدفق جزيئي هائل وغاز هالة بارد ممتد لمسافة 100 كيلوبارسيك في سديم لايمان ألفا الهائل لـ QSO 1228+3128" . رسائل المجلة الفيزيائية الفلكية . 922 (2): L29. arXiv : 2111.06409 . Bibcode : 2021ApJ...922L..29L . doi : 10.3847/2041-8213/ac390d . S2CID 244102865 . 
  3. 1 2 جي، شو؛ بي-شوان، تشاو؛ وي-هاو، بيان؛ غرين ريتشارد، فريدريك (21 مارس 2019). "الانزياح الأزرق لخط انبعاث C IV العريض في أشباه النجوم" . المجلة الفلكية . 157 (4): 14. arXiv : 1903.08830 . Bibcode : 2019AJ....157..148G . doi : 10.3847/1538-3881/ab0956 . S2CID 84842636 . 
  4. ديكس، راسل (16 يوليو 2024). "TON 618، أحد أكبر الثقوب السوداء المعروفة" . مجلة سكاي آت نايت . تم الاطلاع عليه بتاريخ 20 مارس 2025 .
  5. "1963: مارتن شميدت يكتشف الكوازارات" . مراصد مؤسسة كارنيجي للعلوم. مؤرشف من الأصل في 1 فبراير 2019. تم الاطلاع عليه في 21 أكتوبر 2017 .
  6. ^ إيريارت، براوليو. شافيرا، إنريكي (1957). " Estrellas Azules en el Casquete Galactico Norte (النجوم الزرقاء في غطاء شمال المجرة)" (PDF) . Boletín de los Observatorios de Tonantzintla y Tacubaya . 2 (16): 3– 36. أرشفة (PDF) من الأصلي في 22 أكتوبر 2017 . تم الاسترجاع في 21 أكتوبر 2017 .
  7. ^ كولا، ج. فانتي، سي. فيكارا، أ.؛ فورميجيني، ل.؛ غاندولفي، إي. جروف، G.؛ لاري، سي. بادرييلي، L.؛ روفي، ج.؛ توماسي، ف؛ فيجوتي، م. (1970). “كتالوج يضم 3235 مصدرًا راديويًا بتردد 408 ميجاهرتز”. سلسلة ملاحق علم الفلك والفيزياء الفلكية . 1 (3): 281. بيب كود : 1970A & AS ....1..281C .
  8. 1 2 أولريش، ماري هيلين (1976). "الطيف الضوئي والانزياحات الحمراء لكوازار ذي لمعان ذاتي عالٍ للغاية: B2 1225+31" . المجلة الفيزيائية الفلكية . 207 : L73– L74. Bibcode : 1976ApJ...207L..73U . doi : 10.1086/182182 .
  9. كاسبي، شاي؛ سميث، بول س.؛ نتزر، هاجاي؛ ماوس، دان؛ جانوزي، بويل ت.؛ جيفون، أوريل (2000). "قياسات الصدى لـ 17 كوازارًا وعلاقات الحجم والكتلة واللمعان في النوى المجرية النشطة". المجلة الفيزيائية الفلكية . 533 (2): 631-649 . arXiv : astro-ph/9911476 . Bibcode : 2000ApJ...533..631K . doi : 10.1086/308704 . S2CID 119022275 . 
  10. 1 2 3 شيمر، أ.؛ نتزر، هـ.؛ مايولينو، ر.؛ أوليفا، إ.؛ كروم، س.؛ كوربيت، إ.؛ دي فابريزيو، ل. (2004). "مطيافية الأشعة تحت الحمراء القريبة للنوى المجرية النشطة ذات الانزياح الأحمر العالي: الجزء الأول: علاقة بين المعدنية ومعدل التراكم". المجلة الفيزيائية الفلكية . 614 (2): 547-557 . arXiv : astro-ph/0406559 . Bibcode : 2004ApJ...614..547S . doi : 10.1086/423607 . S2CID 119010341 . 
  11. ماكميلان، بي جيه (يوليو 2011). " نماذج الكتلة لمجرة درب التبانة" . الإشعارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية . 414 (3): 2446-2457 . arXiv : 1102.4340 . Bibcode : 2011MNRAS.414.2446M . doi : 10.1111/j.1365-2966.2011.18564.x . S2CID 119100616 . 
  12. إيرفينغ، مايكل (21 فبراير 2018). "قد تكون الثقوب السوداء "الضخمة للغاية" هي الأكبر على الإطلاق، وهي تنمو بسرعة . (نيو أطلس) . مؤرشف من الأصل في 31 مارس 2019. تم الاطلاع عليه في 21 أغسطس 2018 .
  13. "من العملاق إلى الفائق: ما هو أقصى حجم يمكن أن تصل إليه الثقوب السوداء؟" . ناسا - مرصد تشاندرا للأشعة السينية. ١٨ ديسمبر ٢٠١٢. مؤرشف من الأصل في ١٧ يونيو ٢٠١٩. تم الاطلاع عليه في ٢١ أغسطس ٢٠١٨ .
  14. بيج، دون ن. (1976). "معدلات انبعاث الجسيمات من ثقب أسود: جسيمات عديمة الكتلة من ثقب غير مشحون وغير دوار". مجلة Physical Review D. 13 ( 2): 198-206 . Bibcode : 1976PhRvD..13..198P . doi : 10.1103/PhysRevD.13.198 .انظر على وجه الخصوص إلى المعادلة (27).
  15. سارجنت، دبليو إل دبليو؛ يونغ، بي جيه؛ بوكسنبرغ، أ؛ تيتلر، د. (1980). "توزيع خطوط امتصاص لايمان-ألفا في أطياف ستة أشباه نجوم: دليل على أصل بين المجرات" . سلسلة ملاحق المجلة الفيزيائية الفلكية . 42 : 41. Bibcode : 1980ApJS...42...41S . doi : 10.1086/190644 .
  16. خاري، ب.؛ سرياناند، ر.؛ يورك، د.ج.؛ غرين، ر.؛ ويلتي، د.؛ هوانغ، ك.-ل.؛ بيشتولد، ج. (1997). "غابة ليمان ألفا باتجاه B2 1225 + 317" . الإشعارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية . 285 (1): 167-180 . arXiv : astro-ph/9612163 . doi : 10.1093/mnras/285.1.167 . مؤرشف من الأصل في 29 يناير 2022. تم الاسترجاع في 29 يناير 2022 .
  17. ستيدل، سي سي؛ أديلبرغر، كيه إل؛ شابلي، إيه إي (2000). "تصوير خط لايمان ألفا لمنطقة عنقودية أولية عند ⟨z⟩ = 3.09". المجلة الفيزيائية الفلكية . 532 (1): 170-182 . arXiv : astro-ph/9910144 . Bibcode : 2000ApJ...532..170S . doi : 10.1086/308568 . S2CID 10353723 . 
  18. "كتلة فضائية عملاقة تتوهج من الداخل" . بيان صحفي صادر عن المرصد الأوروبي الجنوبي . 17 أغسطس 2011. مؤرشف من الأصل في 28 سبتمبر 2011. تم الاطلاع عليه في 18 أغسطس 2011 .