مرجل كوني تحت الضغط: فك لغز النقاط الحمراء الصغيرة ✛
قبل عشرة مليارات سنة، كان الكون مليئًا بشرارات قرمزية غريبة. رصدها تلسكوب جيمس ويب في صور الأعماق السحيقة عند انزياحات حمراء بعيدة — مصادر مدمجة تتوهج كـمجرات بأكملها، لكن بحجم منطقة صغيرة جدًا في مركزها. أطلق عليها الفلكيون اسم «النقاط الحمراء الصغيرة». وظلت طبيعتها عصية على التفسير طويلًا.
وُجد المفتاح في النظرية الكلاسيكية لـأقراص التنامي التي وضعها العالمان Nikolai Shakura وRashid Alievich Sunyaev. عندما تسقط كمية هائلة من الغاز على الثقب الأسود، يعجز عن ابتلاعها كلها. ينشأ نظام التنامي الفائق الحرج — أشبه بمرجل كوني تحت الضغط. تُقذف المادة الفائضة بعيدًا على هيئة رياح كثيفة وسميكة بصريًا. يسخن هذا الغلاف الغازي إلى بضعة آلاف كلفن ويتوهج بلون أحمر، حاجبًا الثقب الأسود عن الأنظار. هكذا تولد النقطة الحمراء.
يرتكز النموذج على وسيطين فقط — كتلة الثقب الأسود ومعدل التنامي اللابعدي. تنخفض درجة حرارة الغلاف الضوئي مع ازدياد كليهما. وعند القيم النموذجية، تتراوح بين 3000 و6000 كلفن — وهذا بالضبط ما تُبديه النقاط الحمراء الصغيرة. أما السطوع فيكاد يبلغ حد Arthur Eddington ويزداد طرديًا مع الكتلة. ويكمل التحليل الطيفي الصورة: فالرياح الـبلازما المتطايرة بسرعات تُقارب 1000 كم/ثانية تُوسّع خطوط الهيدروجين بفضل تشتت تومسون على الإلكترونات. أما قفزة بالمر ومعامل التضاؤل، المحسوبان لغاز متأين جزئيًا، فيتطابقان مع القياسات لدى العديد من النقاط الحمراء الصغيرة.
يُعيد المرجل الكوني كتابة تاريخ نشوء المجرات الأولى. فعلى الأرجح، عملت الثقوب السوداء في الكون الفتيّ لفترات طويلة بنظام التنامي الفائق الحرج، قاذفةً إلى الفضاء طاقةً تفوق بكثير ما تمكنت من تخزينه على هيئة كتلة. وهذا يفسر لماذا تبدو أنوية المجرات النشطة في تلك الحقب مختلفة عن سليلاتها الهادئة. وستأتي المحاكاة العددية مستقبلًا، الآخذة في الاعتبار الحقول المغناطيسية والمعدنية، لتُحدد مدى شفافية هذا المرجل وإلى متى يمكنه أن «يتنفس» البخار دون أن يمزق مجرته الأم.
تتراكم بيانات «جيمس ويب»، وسرعان ما سيجمع الفلكيون أطياف آلاف النقاط. وقد لا ينكشف لنا خلف الوهج الأحمر جوع الثقوب السوداء وحسب، بل الآلية ذاتها التي أطلقت شرارة الكويزرات الأولى. وبعد عشرة مليارات سنة، ما زال ضوؤها يصل إلينا — كوهج قرمزي لمراجل كونية بعيدة.
عند كتلة ثقب أسود $10^6$ M_⊙ ومعدل تراكم \dot{m}=2000، لا تحتوي الرياح السميكة بصريًا سوى بضع كتل شمسية من الغاز — المرجل ليس بالضخامة التي قد تتصورها.