ما هي أثقل الاشياء في الكون؟

كتبه لموقع (مذر نيتشر نيتوورك): سيدني ستيفينز
منشور بتاريخ: 28/3/2018
ترجمة: احمد طريف المدرس
تدقيق: ريام عيسى
تصميم: مينا خالد

الكون مكان كبير جداً ومليء ببعض الأشياء ذات الوزن العجيب، وأثقلها الثقوب السوداء والنجوم النيوترونية. في الواقع من الصعب جداً بالنسبة للعقل البشري تخيل مرتبة وزن هذه الاجسام. إليكم نظرة فاحصة على هذه الألغاز العظيمة.
عندما تضغط كمية كبيرة من المادة في مساحة صغيرة تصبح الكثافة كبيرة بشكل لا نهائي، وتكون قوة الجاذبية قوية لدرجة منع أي شيء من الهرب، حتى الضوء. وهذا هو الثقب الأسود. رغم عدم قدرة العلماء على رؤية الثقوب السوداء، ولكن يمكنهم ملاحظة تأثيرها الهائل على الأشياء والمادة القريبة. وتعتبر الثقوب السوداء واحدة من أثقل الأشياء في الكون.
هناك أنواع عديدة من الثقوب السوداء. الأكثر شيوعًا هي الثقوب ذات الكتلة النجمية، والتي تتميز بكتلة تتراوح بين ثلاث إلى عشرين ضعف كتلة شمسنا، ولكن الضخامة الحقيقية هي ضخامة الثقوب الفائقة. هذه الثقوب العملاقة يمكن أن تكون أكبر بمليارات المرات من شمسنا.
وزن الشمس حوالي 333,000 ضعف وزن الارض (وزن الارض 13 بليون ترليون طن) ، بعبارة أخرى وزن الشمس يعادل وزن 1.3 مليون ارض.
لا يفهم العلماء حقاً كيف تتشكل الثقوب السوداء الفائقة الحجم، لكنهم يعتقدون بأنها تستوطن مركز كل مجرة، ومنها درب التبانة.

اليكم بعض الثقوب السوداء الفائقة الحجم المعروفة:

1- الثقب الأسود في المجرة (NGC 4889). حتى اللحظة لم يتم تسمية هذا الثقب العملاق. ويقع في (كوكبة بيرينيس) على بعد حوالي 300 مليون سنة ضوئية من الأرض، وكتلته أكبر ب 21 مليار مرة من شمسنا. وهو ضخم جداً مقارنة بالثقب الأسود الفائق في مركز مجرتنا درب التبانة – القوس A( الذي لا يتجاوز ثلاثة إلى اربع ملاين ضعف الشمس).
2- الثقب الأسود في النجم الكاذبOJ 287. هذا العملاق يبعد حوالي 3.5 بليون سنة ضوئية ويزن 18 بليون مرة وزن الشمس. والنجم الكاذب هو كائن شبيه بالنجوم يتسم بدرجة عالية من الإضاءة، ويتألف من ثقب أسود فائق الضخامة يحيط به قرص متزايد من المادة اللولبية والغازية. عندما يتم امتصاص هذه المادة في الثقب الأسود، فإنها تسخن، مما يؤدي إلى نفاثات إشعاعية ساطعة.
ومما يجعل OJ 287 مثيراً للاهتمام هو نوبات الضوء غير العادية التي تحدث كل 12 سنة تقريباً. حدث آخرها في كانون الأول / ديسمبر 2015. يعتقد الباحثون الآن أن الثقب الأسود الهائل جزء من نظام ثنائي مع ثقب أسود ثانوي فائق الكتلة أصغر يدور حوله. كل 12 سنة يقترب الشريك الأكثر ضآلة (المقدر أن تكون كتلته تساوي 100 مليون كتلة الشمس) بما فيه الكفاية ليخرج من خلال القرص المتنامي الأكبر للثقب الأسود ويطلق إشعاع الضوء. الثقب الأسود في المجرة NGC 1277. يبعد حوالي 250 مليون سنة ضوئية ويقع في كوكبة حامل رأس الغول، ويقدر انه أكبر من شمسنا ب 17 مليار مرة. ومن الغريب أن هذا الثقب الأسود الهائل يمثل حوالي 14 14% من كتلة المجرة، وهي نسبة أعلى بكثير من المجرات النمطية. يعتقد الباحثون أن NGC 1277 قد تمثل نوعًا جديدًا من الثنائي مجرة-ثقب اسود.
ومن الموكد أن المزيد من الثقوب السوداء الفائقة الكتلة ستكتشف. وهناك منطقة محتملة جاهزة للتنقيب تقع قي أكبر مجموعة مجرات وأكثرها إشعاعًا في الكون. لقد اتجه العلماء بالفعل إلى البحث في العديد من هذه المناطق مع كتل تساوي 10 مليار ضعف الشمس.
النجوم النيوترونية
تنهار النجوم الاكبر من شمسنا (شمسنا متوسطة الحجم) إلى أحد شيئين حسب حجمها، اما أن تشكل ثقب اسود نتيجة انهيار النجم تحت تأثير جاذبيته او يتشكل نجوم نيوترونية كثيفة اذا كان حجم هذه النجوم غير كافي لتشكل ثقوب سوداء.
بقايا المستعر الاعظم هذه لايتجاوز قياسها 6 -12 ميلاً (حوالي مدينة صغيرة)، لكن كتلتها تقدر ب1.5من كتلة الشمس. وبذلك هي واحد من أثقل الاشياء في الكون، يقول الاستاذ اندرو ميلاتوس استاذ الفيزياء في جامعة مولبورن (ملعقة صغيرى من النجم النيوتروني تزن حوالي مليار طن وهذا يعادل وزن 3000 مبنى امباير ستيت)

بعض اثقل النجوم النيوترونية المعروفة:

1- PSR J1614-2230
يقع على بعد 3000 سنة ضوئية، وتقدر كتلة هذا النجم الفائق الحجم بضعفي كتلة الشمس مضغوطة بمساحة مركز مدينة لندن، وهو نجم نابض يدور بسرعة(317 دورة في الثانية) مولداً اشعة كهرمغناطيسية تجتاح السماء مثل منارة، يعتقد أن النجوم النيوترونية تبدأ كنجوم نابضة لكن تتباطأ مع الزمن وتتوقف عن اطلاق الاشعة الراديوية. يمتلك هذا النجم مرافقاً يدور حوله، وهو نجم قزم أبيض تشكل بعد انهيار نجم ضئيل الكتلة (اقل 10 مرات من كتلة شمسنا)

2- PSR J0348+0432
يقع على الجهة المقابلة لسابقه وعلى بعد 12 ميل. هو نجم نابض أيضاً ويمتلك كذلك مرافقأً قزماً أبيض يدور حوله.
وقد رصد العلماء مؤخراً اصطدام نجمين نيوترونيين يقعان على بعد 130 مليون سنة ضوئية في المجرة (NGC 4993). وأُطلق على الاصطدام اسم الكيلونوفا، وربما نتج عنها نجم نيوتروني ضخم (ربما أكبر واحد لوحظ على الإطلاق) أو ثقب أسود.

المقال باللغة الانكليزية: هنا