كتب – رامز يوسف:
يعتمد توفر الظروف المناسبة لتكوين كواكب صالحة للسكن في بيئة مجرية على كيفية دوران الثقب الأسود في تلك المجرة.
يُعد الكوازار الراديوي أحد أقوى الأجسام في الكون، وهو ثقب أسود دوار ينفث جسيمات عالية الطاقة. إذا اقتربتَ كثيرًا من أحدها، ستسحبك جاذبيته، أو تحترق من الحرارة الشديدة المحيطة به. ولكن من المفارقات أن دراسة الثقوب السوداء ونفثاتها يمكن أن تمنح الباحثين نظرة ثاقبة على أماكن وجود عوالم صالحة للسكن في الكون.
ما هي الثقوب السوداء؟
الثقوب السوداء هي أجسام فلكية ضخمة تستخدم الجاذبية لسحب الأجسام المحيطة بها إليها. للثقوب السوداء النشطة بنيةٌ على شكل فطيرة تُسمى قرص التراكم، وتحتوي على غاز ساخن مشحون كهربائيًا.
تأتي البلازما التي تُشكل قرص التراكم من مكانٍ أبعد في المجرة. عندما تصطدم مجرتان وتندمجان، يُضخّ الغاز إلى المنطقة المركزية لهذا الاندماج. وينتهي المطاف ببعض هذا الغاز بالاقتراب من الثقب الأسود المندمج حديثًا، مُشكّلًا قرص التراكم.
يوجد ثقب أسود فائق الكتلة في قلب كل مجرة ضخمة.
يمكن للثقوب السوداء وأقراصها الدوران، وعندما تفعل ذلك، فإنها تسحب معها المكان والزمان – وهو مفهومٌ مُحيّرٌ للعقل ويصعب استيعابه نظريًا. لكن دراسة الثقوب السوداء مهمة لأنها تُنتج كمياتٍ هائلة من الطاقة التي يُمكن أن تؤثر على المجرات.
تعتمد طاقة الثقب الأسود على عوامل مختلفة، مثل كتلته، ومدى دورانه السريع، وما إذا كانت كميات كبيرة من المواد تسقط عليه. تُغذّي عمليات الاندماج الثقوب السوداء الأكثر نشاطًا، ولكن لا تتغذى جميع الثقوب السوداء بالغاز الناتج عن الاندماج. ففي المجرات الحلزونية، على سبيل المثال، يميل غاز أقل إلى السقوط في المركز، ويميل الثقب الأسود المركزي إلى امتلاك طاقة أقل.
إحدى طرق توليد الطاقة هي ما يُطلق عليه العلماء “نفثات” من الجسيمات عالية الطاقة. يمكن للثقب الأسود أن يجذب المجالات المغناطيسية والجسيمات النشطة المحيطة به، ثم عندما يدور الثقب الأسود، تلتف المجالات المغناطيسية مُشكّلةً نفثًا يُطلق جسيمات نشطة للغاية.
تلتف المجالات المغناطيسية حول الثقب الأسود أثناء دورانه لتخزين الطاقة – كما هو الحال عند سحب شريط مطاطي ولفه. عند تحرير الشريط المطاطي، يندفع للأمام. وبالمثل، تُطلق المجالات المغناطيسية طاقتها عن طريق إنتاج هذه النفثات.
يمكن لهذه النفثات أن تُسرّع أو تُعيق تكوّن النجوم في المجرة، اعتمادًا على كيفية إطلاق الطاقة في المجرة المضيفة للثقب الأسود.
الثقوب السوداء الدوارة
مع ذلك، تدور بعض الثقوب السوداء في اتجاه مختلف عن اتجاه قرص التراكم المحيط بها. تُسمى هذه الظاهرة الدوران المعاكس، وتشير بعض الدراسات إلى أنها سمة رئيسية تُحكم سلوك أحد أقوى أنواع الأجسام في الكون: الكوازارات الراديوية.
الكوازارات الراديوية هي فئة فرعية من الثقوب السوداء التي تُنتج أقوى الطاقة والنفثات.
يمكنك تخيل الثقب الأسود ككرة دوارة، وقرص التراكم كقرص به ثقب في مركزه. يقع الثقب الأسود في ذلك الثقب المركزي ويدور في اتجاه واحد، بينما يدور قرص التراكم في الاتجاه الآخر.
يُجبر هذا الدوران المعاكس الثقب الأسود على الدوران لأسفل ثم لأعلى مرة أخرى في الاتجاه الآخر، وهو ما يُسمى بالدوران المشترك.
بما أن النفاثات تستنزف طاقة دوران الثقب الأسود، فإنها تكون قوية فقط عندما يدور الثقب الأسود بسرعة. يستغرق التحول من الدوران المعاكس إلى الدوران المشترك 100 مليون سنة على الأقل. تستغرق الثقوب السوداء التي تدور في البداية عكسيًا مليارات السنين لتصبح ثقوبًا سوداء تدور بسرعة.
لذا، ستنتج هذه الثقوب السوداء نفاثات قوية في وقت مبكر ومتأخر من حياتها، مع وجود فترة فاصلة في المنتصف تكون فيها النفاثات إما ضعيفة أو غير موجودة.
عندما يدور الثقب الأسود في اتجاه معاكس بالنسبة لقرص التراكم، تُنتج هذه الحركة نفثات قوية تدفع جزيئات الغاز المحيط بها نحو بعضها البعض، مما يؤدي إلى تكوّن النجوم.
لاحقًا، أثناء الدوران المشترك، يميل النفث. هذا الميل يجعل النفث يصطدم مباشرةً بالغاز، ما يؤدي إلى تسخينه وتعطيل عملية تشكيل النجوم. بالإضافة إلى ذلك، ينشر النفث أيضًا الأشعة السينية عبر المجرة. تُعدّ الأشعة السينية الكونية ضارة بالحياة لأنها قد تضر بالأنسجة العضوية.
لكي تزدهر الحياة، من المرجح أنها تحتاج إلى كوكب ذي نظام بيئي صالح للسكن، ولا تحتوي سُحب الغاز الساخن المشبعة بالأشعة السينية على مثل هذه الكواكب. لذلك، يمكن لعلماء الفلك البحث عن مجرات لا تحتوي على نفث مائل ينبعث من ثقبها الأسود. تُعد هذه الفكرة أساسية لفهم أين يمكن أن يكون الذكاء قد نشأ ونضج في الكون.
بحلول أوائل عام 2022، صمم باحثون نموذجًا للثقب الأسود لاستخدامه كدليل. يمكن أن يُشير هذا النموذج إلى بيئاتٍ تحتوي على النوع المناسب من الثقوب السوداء لإنتاج أكبر عدد من الكواكب دون تعريضها للأشعة السينية. ويمكن للحياة في مثل هذه البيئات أن تظهر بكامل إمكاناتها.
أين توجد هذه الظروف؟ الإجابة هي البيئات منخفضة الكثافة حيث اندمجت المجرات منذ حوالي 11 مليار سنة.
احتوت هذه البيئات على ثقوب سوداء عززت نفثاتها القوية معدل تكوّن النجوم، لكنها لم تشهد قط نوبةً من النفثات المائلة أثناء دورانها حول الشمس. باختصار، يشير النموذج إلى أنه من الناحية النظرية، من المرجح أن تكون الحضارة الفضائية الأكثر تقدمًا قد ظهرت على الساحة الكونية في أماكن بعيدة، منذ مليارات السنين.
المصدر: The Conversation
اقرأ أيضا:
