يهيمن على قلب مجرة درب التبانة – بل ويحدده – ثقبها الأسود الهائل (SMBH). يُطلق عليه اسم Sagittarius A-star (Sgr A*)، وتبلغ كتلته حوالي 4 ملايين كتلة شمسية. إن قوة جاذبيتها الهائلة، وإشعاعها القوي، ومجالاتها المغناطيسية المعقدة تشكل محيطها.
Sgr A* عبارة عن ثقب أسود صغير هادئ وليس نواة مجرية نشطة (AGN). لا يزال لديه حلقة تراكم، لكنه يتغذى من خلال كمية قليلة من المواد بدلاً من التدفق الشره. لذلك فهو لا يستضيف نوع حلقة التراكم الساطعة المميزة لـ SMBH الذي يتغذى بشكل نشط.
لا يستطيع علماء الفيزياء الفلكية أن يرفعوا أعينهم عن القوس A*، فيقومون بمراقبته عبر أطوال موجية متعددة ويستكشفونه وبيئته بكل طريقة ممكنة. إن قربها من الأرض مقارنة بالـ SMBH في المجرات الضخمة الأخرى يمنح الباحثين فرصة لدراسة SMBH بمزيد من التفصيل. اكتشف علماء الفلك نجومًا وسحبًا غازية تدور حول القوس A*، وقاموا برسم خرائط لمجالاتها المغناطيسية المعقدة.
وفي عمل جديد، قام الباحثون بدراسة الغاز بالقرب من Sgr A* لتحديد خصائصه، ووجدوا أنه غني بالمعادن الفلكية. يحمل هذا العمل عنوان “بنية التأين والإثراء المعدني للحلزونية المصغرة لمركز المجرة التي تمت ملاحظتها باستخدام تلسكوب جيمس ويب الفضائي”، وتم نشره في المجلة الفلكية. المؤلف الرئيسي هو نيكول فورد، طالب دكتوراه في مجموعة أبحاث البروفيسور داريل هاغارد في قسم الفيزياء في جامعة ماكجيل، مونتريال، كندا.
كتب المؤلفون: “إن القوس A* (Sgr A*) هو أقرب ثقب أسود هادئ وهادئ، ويوفر قربه فرصة فريدة لدراسة إمدادات الوقود المحيطة به”. لقد درسوا 0.1 فرسخ فلكي مركزي لمجرة درب التبانة باستخدام بيانات من مطياف MIRI متوسط الدقة التابع لـ JWST. وهذا سمح لهم “بفك تشابك هياكل الغاز المتأين في منتصف الأشعة تحت الحمراء” هناك. الميزة الأكثر اهتمامًا بها تسمى Galactic Center Minispiral، وتقع داخل القرص المحيط النووي (CND). يتكون Minispiral من الغبار الجزيئي والغاز المؤين الدافئ.
كتب الباحثون: “إن ديناميكيات Minispiral محكومة بالتأثيرات الجاذبية والإشعاعية للقوس A*، ومجموعة النجوم النووية، وتفاعلاتها”.
يشرح المؤلفون: “يتبع Minispiral شكلاً ثلاثي المحاور يتكون من الذراع الشمالي والذراع الشرقي والقوس الغربي”. تعمل هذه الأذرع الخيطية كقنوات تربط الغاز الجزيئي البارد في CND بالبلازما الأكثر سخونة في NSC.
تُظهر هذه اللوحات مركز مجرة درب التبانة بالأشعة تحت الحمراء، وقد تم تكبيرها من اليسار إلى اليمين. النجمة البيضاء في كل لوحة تظهر موقع Sgr A. في اللوحة الوسطى واللوحة اليمنى، تُظهر الصلبان الرمادية نجوم Wolf-Rayet، بينما تشير الدوائر الرمادية إلى العديد من الهياكل المدمجة الأخرى. تُظهر اللوحة اليسرى أيضًا الذراع الشمالية والذراع الشرقية. مصدر الصورة: نيكول إم فورد وآخرون 2026 AJ 172 267.*
ربما يعرف قراء الكون اليوم أن المعادن الفلكية ليست هي نفس ما يسمى عادة بالمعادن في سياق الأرض القياسي. المعادن الفلكية هي أي عنصر أثقل من الهيدروجين والهيليوم. وهذا تمييز مهم، لأن هذه العناصر لم تظهر إلا بعد أن تم تصنيعها بواسطة النجوم.
يظهر البحث أن الغاز الموجود في Minispiral بالقرب من Sgr A* غني بالمعادن مقارنة بالشمس.
كتب الباحثون: “تقيد هذه الدراسة التركيب وحالة التأين لثلاث ميزات للغاز Minispiral تتميز بالسرعة الشعاعية: Bar، والذراع الشمالي، وطرود الغاز سريعة الحركة التي نسميها هياكل BC (المدمجة ذات التحول الأزرق).” “في المقاييس الفرعية في Minispiral، نستنتج وفرة معدنية تبلغ ∼ 1.8 × الطاقة الشمسية.”
بشكل عام، يوضح العمل كيف يتشكل الغاز بالقرب من القوس A* حسب الظروف في المنطقة. ربما يرجع ارتفاع المعدن إلى انفجارات المستعرات الأعظم في الماضي. Sgr A East هو SNR في المنطقة ويتداخل مع Sgr A* في السماء.
وقد عزلت ورقة بحثية أخرى نُشرت مؤخرًا في The Astrophysical Journal نسبة SNR من ثقب SMBH نفسه، مما يوفر دليلًا على إثراء معدن المستعر الأعظم للغاز الموجود بالقرب من Sgr A*. كما أظهر أيضًا أن المستعر الأعظم ساعد في إبقاء الغاز بالقرب من SMBH ساخنًا، مما ساهم في التدفق البطيء للمواد التي تغذيه. “معًا، تحدد هذه النتائج أن القوس A East هو عامل رئيسي لحقن الطاقة الذي أبقى البيئة المحيطة بالنواة للقوس A* ساخنة ومضطربة ديناميكيًا على مدار ∼10”.4 عمر عام”، وخلص هؤلاء الباحثون.
يوضح هذا الشكل كيف تتداخل بقايا المستعر الأعظم المسمى Sgr A East في السماء مع Sgr A، SMBH في درب التبانة. وقد رفعت نسبة SNR من معدنية الغاز في المنطقة، كما أنها ضخت الحرارة إلى الغاز في المنطقة. يعمل كلا الأمرين على إبطاء تدفق المواد إلى SMBH. حقوق الصورة: مايورا بالاكريشنان وآخرون 2026 ApJ 1003 128.*
يبرد الغاز الغني بالمعادن بشكل أسرع، مما يؤدي إلى تسريع تدفق الغاز إلى SMBH، لأن الغاز لا يمكن أن يسقط في Sgr A* إلا إذا كان باردًا ومضغوطًا. ومع ذلك، لا يتلقى Sgr A* سوى قدر ضئيل من المواد لأن المعدن الذي يبلغ 1.8x من الطاقة الشمسية متواضع فقط ولا يمكنه حقًا دفع التبريد والتدفق بشكل أسرع إلى SMBH.
وقال المؤلف الرئيسي فورد في بيان صحفي: “نحن نعلم أن هناك ثقبًا أسودًا في مركز مجرتنا يسحب المواد إلى داخلها، لكننا نرى أنه يأكل مواد أقل بكثير من الثقوب السوداء الهائلة الأخرى، وببطء أكبر”. “جزء من فهم سبب حدوث ذلك يعني النظر إلى خصائص المواد المتاحة له للاستهلاك، بما في ذلك الغاز والغبار والنجوم التي تدور حوله.”
