مركز المجرة وقوس الرامي A*

في القلب الديناميكي لمجرة درب التبانة يقع قوس الرامي A*، وهو مصدر راديوي مضغوط يُعرف بأنه ثقب أسود فائق الكتلة يبلغ حوالي أربعة ملايين كتلة شمسية.

Definition

مركز المجرة هو المركز الدوراني والجاذبي لمجرة درب التبانة، ويستضيف عنقودًا نجميًا نوويًا والمصدر المضغوط قوس الرامي A*، والذي تحدده مدارات النجوم القريبة والتصوير المباشر كثقب أسود فائق الكتلة يبلغ تقريبًا أربعة ملايين كتلة شمسية.

Scope

يغطي هذا الموضوع العنقود النجمي النووي الكثيف والبيئة البينجمية لمركز المجرة، والمدارات النجمية التي تكشف الكتلة المركزية، وتحديد قوس الرامي A* كثقب أسود فائق الكتلة، وتراكمه منخفض الإضاءة وتوهجه، وتصوير ظله على مقياس أفق الحدث.

Core questions

• ما الدليل الذي يثبت أن قوس الرامي A* هو ثقب أسود فائق الكتلة؟
• كيف تُستخدم مدارات النجوم القريبة من المركز لوزن الكتلة المركزية؟
• لماذا قوس الرامي A* خافت جدًا مقارنةً بالنوى المجرية النشطة؟
• ماذا كشف التصوير على مقياس أفق الحدث عن الثقب الأسود؟

Key theories

المدارات النجمية كمقياس للثقب الأسود

عقود من تتبع النجوم الفردية في مدارات كبلرية حول كتلة نقطية مركزية غير مرئية أسفرت عن كتلة تبلغ حوالي أربعة ملايين كتلة شمسية محصورة داخل منطقة صغيرة جدًا، مما يتطلب وجود ثقب أسود فائق الكتلة.

اختبارات النسبية العامة بالقرب من قوس الرامي A*

يُظهر مدار النجم S2 انزياحًا أحمر جاذبيًا وتقدمًا نسبيًا، مما يؤكد النسبية العامة في المجال القوي حول الثقب الأسود المركزي.

ظل الثقب الأسود

كشفت قياسات التداخل ذات الخط الأساسي الطويل جدًا عن حلقة من الانبعاث حول انخفاض مركزي في السطوع عند قوس الرامي A*، وهو ما يتوافق مع الظل المتوقع لثقب أسود بالكتلة المستنتجة.

Clinical relevance

قوس الرامي A* هو أقرب ثقب أسود فائق الكتلة وأفضل مختبر لاختبار الجاذبية القوية وتراكم الثقوب السوداء؛ كما أن سكونه يوضح كيف تتناوب نوى المجرات بين المراحل النشطة والخاملة.

History

اكتُشف المصدر الراديوي قوس الرامي A* في عام 1974. وقد أدت مراقبة مدارات النجوم بالأشعة تحت الحمراء خلال التسعينيات والعقد الأول من القرن الحادي والعشرين، بقيادة فرق مستقلة، إلى تحديد كتلته، وهو عمل حظي بالتقدير بجائزة نوبل. اكتُشفت التأثيرات النسبية في مدار S2 في عام 2018، وصوّر تلسكوب أفق الحدث ظله في عام 2022.

Key figures

• Reinhard Genzel
• Andrea Ghez
• Donald Lynden-Bell

Seminal works

• ghez2008
• genzel2010
• eht2022

Frequently asked questions

ما حجم الثقب الأسود في مركز المجرة؟

تبلغ كتلة قوس الرامي A* حوالي أربعة ملايين ضعف كتلة الشمس، وهو مضغوط بما يكفي ليكون نصف قطره الجاذبي (gravitational radius) مشابهًا لمدار عطارد، وهو أصغر بكثير من المدارات النجمية المستخدمة لقياسه.

لماذا لا يتوهج ثقبنا الأسود المركزي مثل الكوازار؟

يقوم قوس الرامي A* حاليًا بتجميع كمية قليلة جدًا من الغاز، لذلك يشع بضعف. تتوهج الكوازارات والنوى المجرية النشطة الأخرى لأن تدفقات أكبر بكثير من المادة تسخن أقراصها التراكمية إلى لمعان هائل.