ويشير آفي لوب إلى أن النجم يدور حول الثقب الأسود القوس A في وسط درب التبانة

نشر عالم الفيزياء الفلكية آفي لوب تحليلا مفصلا للديناميكيات المدارية لنجم كتلته 1.5 شمسيا يقع في المنطقة المجاورة مباشرة لـ Sagittarius A، الثقب الأسود الهائل في مركز درب التبانة. وبنى العالم استنتاجاته على ملاحظات حديثة تشير إلى مدار مغلق وسريع للغاية حول الجسم الكوني. ويساعد البحث على فهم البيئة القاسية الموجودة في قلب مجرتنا. ووفقا للباحث، فإن وجود هذا الجرم السماوي بالقرب من أفق الحدث يتحدى النماذج التقليدية لتكوين النجوم في مناطق تفاعل الجاذبية القوية.

ويوفر اكتشاف هذا النجم المحدد، الذي ينتمي إلى مجموعة الأجرام التي تدور حول مركز المجرة، بيانات قيمة عن فيزياء بيئات الجاذبية الشديدة. وتقدر كتلة الثقب الأسود المركزي، المعروف لدى المجتمع العلمي باسم القوس A، بـ 4.3 مليون كتلة شمسية. لقد ظل علماء الفلك يتتبعون مسارات هذه الأجسام لعقود من الزمن لاختبار تنبؤات نظرية النسبية العامة لألبرت أينشتاين. استخدم لوب البيانات المترية الجديدة لحساب قوى المد والجزر المعنية ومخاطر تمزق الجسم النجمي. تشير النتائج إلى أن الجسم يمكنه الحفاظ على سلامته الهيكلية حتى تحت تأثير جاذبية هائلة.

التفاصيل الفنية للمدار التي حللها آفي لوب

يلفت مدار هذا الجرم السماوي الانتباه بسبب صغر حجمه والسرعة التي يكمل بها ترجمته. تظهر الحسابات أن أقصى اقتراب للجسم من مركز القوس A هو واحد من أصغر الاقتراب المسجل على الإطلاق لنجم بهذه التركيبة الكتلية. يُخضع هذا القرب البنية الغازية لتأثيرات نسبية شديدة، بما في ذلك الانزياح الأحمر الثقالي والمبادرة المدارية المتقدمة. استخدم عالم الفيزياء الفلكية المعادلات الديناميكية الفلكية لرسم خريطة لسلوك النجم على مدى العقود القليلة المقبلة.

• تم تحديد الكتلة النجمية المقدرة بـ 1.5 مرة بالضبط كتلة الشمس.
• يمتلك جسم الجذب المركزي كتلة مركزة تبلغ 4.3 مليون كتلة شمسية.
• يتطور المسار في مدار يعتبره فريق علماء الفيزياء الفلكية مغلقًا جدًا.
• قامت الدراسة بتقييم حد روش لتحديد المسافة الدنيا قبل تدمير النجم.

تشير البيانات التي تم جمعها إلى أن النجم يدور بسرعة تمثل جزءًا كبيرًا من سرعة الضوء عند نقطة الاقتراب الأقرب. وهذا العامل يجعل النظام مختبرًا طبيعيًا مثاليًا لدراسة التفاعلات بين الأجسام الكثيفة. وشدد آفي لوب في مقالته على أن المراقبة المستمرة ستسمح برسم خرائط توزيع الكتلة المظلمة المتراكمة في المنطقة الوسطى من درب التبانة. إن تراكم الغبار والحطام الآخر حول المستوى المداري يجعل من الصعب التقاط صور واضحة، مما يتطلب استخدام أجهزة استشعار متقدمة تعمل بالأشعة تحت الحمراء مثبتة على التلسكوبات الأرضية الكبيرة.

الآثار المترتبة على نماذج تشكيل النجوم الحالية

إن وجود نجم شاب منظم قريب جدًا من برج القوس A يثير اهتمام علماء الفيزياء الفلكية بسبب الظروف المعادية لقلب المجرة. اقترحت النظريات السابقة أن قوى المد والجزر الناتجة عن الثقب الأسود الهائل من شأنها أن تمنع سحب الغاز من التكثيف لتوليد نجوم جديدة في تلك المنطقة. السيناريو الأكثر ترجيحًا الذي يدافع عنه المجتمع العلمي هو أن هذه الأجسام تتشكل في مناطق أبعد وتهاجر إلى النظام على مدى ملايين السنين. ويعزز التحليل الحركي الذي قدمه آفي لوب الفرضية القائلة بأن آليات الالتقاط الديناميكية تعمل بكفاءة كبيرة في مركز المجرة.

هناك نقطة أخرى تمت مناقشتها في المقالة العلمية تتعلق بالتركيب الكيميائي للنجم الذي تم رصده بالقرب من برج القوس أ. النجوم التي يمكنها الهجرة إلى مثل هذه المدارات العميقة تميل إلى أن تكون ذات معدنية عالية، مما يغير طريقة تفاعلها مع الإشعاع المحلي. وقام الباحث بحساب العمر المتبقي للجرم السماوي قبل أن يغير اضطراب الجاذبية مصيره. وهناك احتمال حقيقي أن يبتلع الثقب الأسود النجم أو يخرجه من مجرة ​​درب التبانة بسرعة عالية في المستقبل البعيد. يعتزم علماء الفلك استخدام البيانات المجمعة من التلسكوبات الفضائية لتحسين معلمات الانحراف المداري في الأشهر المقبلة.

الخطوات التالية في مراقبة مركز درب التبانة

ويخطط المجتمع الفلكي الدولي لاستهداف أدوات مراقبة جديدة للمراقبة المستمرة لهذا النظام المداري. الهدف الرئيسي هو قياس التغير في السرعة الشعاعية للنجم بدقة ملليمترية أثناء مروره عبر النقطة الأقرب إلى الثقب الأسود الهائل. ستعمل هذه البيانات على التحقق من صحة نماذج الجاذبية البديلة التي تحاول تفسير الحالات الشاذة في حركة المجرات البعيدة. أدى التقدم التكنولوجي للبصريات التكيفية على الأرض إلى تقليل التشوهات التي يسببها الغلاف الجوي للأرض في صور مركز المجرة بشكل كبير.

وستكون التلسكوبات الجديدة قيد الإنشاء في تشيلي وهاواي قادرة على عزل الضوء عن هذا النجم بكفاءة أكبر. ويشير آفي لوب إلى أن فهم هذا النظام يساعد في فك رموز سلوك نوى المجرة النشطة في جميع أنحاء الكون المرئي. ويجب أن يؤدي الرصد المستمر إلى إنشاء قاعدة بيانات قوية سيتم تقاسمها بين العديد من المؤسسات البحثية العالمية. ويأمل العلماء في جمع معلومات نهائية حول دوران برج القوس A نفسه من خلال السلوك المداري للنجوم المجاورة.