المرجل الكوني: لماذا تتوهج الثقوب السوداء باللون الأحمر ✛

الأصل: "Optically Thick Outflow Driven by Supercritical Accretion May Explain Little Red Dots"
· Jun-Rong Liu, Hua Feng, Luis C. Ho
arXiv:2607.17448v1 · 2026-07-20 · CC BY 4.0 · 2 دقيقة
عندما ينهال الكثير من الغاز على الثقب الأسود، يتحول إلى مرجل يغلي، ويُرى من بعيد كنقطة حمراء ساطعة.

قبل 10 مليارات سنة، كانت هناك أضواء حمراء غريبة تتوهج في الكون. تلسكوب جيمس ويب رصد ضوءها الذي احمرّ بسبب تمدد الفضاء — يسمي العلماء هذه الظاهرة الانزياح الأحمر (redshift). كانت النقاط متناهية الصغر لكنها مشرقة مثل التطور المجري (galactic evolution) لمجرات بأكملها. أُطلق عليها 'النقاط الحمراء الصغيرة'، وظل العلماء في حيرة من أمرها طويلاً. جاء الحل من نظرية قديمة حول كيفية سقوط المادة في الثقب الأسود (black hole). إذا كان الغاز أكثر من اللازم، لا يستطيع الثقب ابتلاعه — فيبدأ بالغليان. يتشكل حول الثقب قرص التنامي (accretion disk)، لكن عندما يكون التدفق قوياً جداً، يُقذف الغاز الزائد بعيداً. يعمل هذا القذف كمرجل يغلي: يسخن الغاز إلى درجات حرارة تبلغ آلاف الدرجات، ويتحول إلى سحابة متوهجة من البلازما (plasma)، تحجب الثقب عن أبصارنا. نحن نرى فقط هذه السحابة، وضوؤها أحمر.

هذا الستار الهائج يزن قليلاً جداً – بمقدار بضع شموس من شمسنا. ومع ذلك يتوهج بسطوع يجعله مرئياً على مسافة 10 مليارات سنة ضوئية.

يظهر الضوء الأحمر عند درجة حرارة تتراوح بين 3000 و6000 درجة. هذه بالضبط درجة الحرارة التي يعطيها النموذج الذي طُور في سبعينيات القرن العشرين (1970) من قبل Nikolai Shakura وRashid Alievich Sunyaev لوصف الثقوب السوداء 'المفرطة التغذية'. لاحقاً، حلل علماء الفلك ضوء النقاط عبر التحليل الطيفي (spectroscopy)، ورأوا فيها أنماطاً مميزة لـالهيدروجين (hydrogen) — مما أكد أننا أمام مادة ساخنة تتناثر في كل اتجاه. قبل قرن تقريباً، حسب العالم Arthur Eddington أقصى سطوع يمكن لأي جرم كوني أن يصل إليه، والنقاط الحمراء تشع بالقرب من هذا الحد تماماً.

النقاط الحمراء هي 'لقطات طفولة' الثقوب السوداء. إنها تظهر أنه في الكون الفتي، كانت الثقوب تغلي في كثير من الأحيان، مقذفة إلى الفضاء طاقة أكبر بكثير مما تتلقى.

الآن، بدراسة هذه النقاط بواسطة المحاكاة العددية (numerical simulation) والبيانات الجديدة من تلسكوب 'ويب'، يأمل علماء الفلك في فهم كيف أثّرت نواة مجرة نشطة (active galactic nucleus) على المجرات المضيفة. مع مرور الزمن، ومع تغير التركيب الكيميائي للغاز (أو المعدنية (metallicity))، تغير غليان الثقب أيضاً. وهكذا تساعد النقاط الحمراء في قراءة تاريخ نمو الكون بأكمله.

تتوهج النقطة الحمراء بسطوع يجعلها مرئية عبر مليارات السنين، رغم أن الغاز المتوهج فيها لا يتجاوز بضع كتل شمسية.

T_{\rm bb} = 5.8\times 10^3 \, M_6^{-2/11} (\dot{m}_3/2)^{-15/11} \ {\rm K}
تنخفض درجة حرارة سطح الشرنقة الغازية بزيادة كتلة الثقب الأسود ومعدل التنامي: فكلما كان الجسم أضخم وأكثر التهامًا للمادة، بدا أبرد من الخارج.
L_{\rm bb} = 1.09\times 10^{44} \, M_6 \ {\rm erg\,s^{-1}}
يكاد سطوع المرجل الكوني يبلغ حد إدنجتون ويعتمد خطيًا على كتلة الثقب الأسود: فكل كتلة شمسية تضيف نحو 10^44 إرج/ثانية.
العلماء
Jacob BekensteinStephen HawkingBernhard RiemannJoseph WeberKarl SchwarzschildKip Thorne
المفاهيم
مصادر جيمس ويب الحمراء مجرات النقطة الحمراء مصدر أشعة سينية فائق الإضاءة تدفق فائق السرعة انفجار ثقب أسود تراكم الثقب الأسود فائض تحت الأحمر تدفق خارجي النفاثات النسبية خطوط انبعاث عريضة Outgoing longwave radiation انبعاث ميليمتري احمرار انفجارات شبه دورية شذوذ شفافية الغبار تراكم الغاز أشعة تحت الحمراء مسييه 87 انطفاء الغبار نيتروجين سائل