الثقوب السوداء كمدافئ للمجرات

الأصل: "Energy deposited by black holes in the hot X-ray gas of elliptical galaxies, groups and clusters"
· A. Cattaneo, S. Ettori
arXiv:2609.01407v1 · 2026-09-01 · CC BY 4.0 · 1 دقيقة
تنقل الثقوب السوداء إلى الغاز 1-3% فقط من طاقتها، لكن هذا يكفي لإيقاف تشكل النجوم.

في مركز كل مجرة كبيرة تقريبًا يوجد ثقب أسود فائق الكتلة. يقذف تيارات من الغاز تعمل على تسخين كل ما حولها. أراد العلماء معرفة مقدار الطاقة التي تنقلها هذه التيارات إلى الغاز. ولتحقيق ذلك، قارنوا الملاحظات الفعلية بنماذج حاسوبية لا تتضمن ثقوبًا سوداء.

اتضح أن الثقوب السوداء تنقل إلى الغاز 1-3% فقط من طاقتها. هذه نسبة ضئيلة جدًا، لكنها كافية ليبقى الغاز ساخنًا ولا ينضغط. فإذا برد الغاز، سيبدأ في التكاثف والتحول إلى نجوم جديدة. أما الثقوب السوداء فتمنع حدوث ذلك.

الإنتروبيا هي مقياس للفوضى. الغاز الساخن المخلخل له إنتروبيا عالية، بينما الغاز البارد الكثيف له إنتروبيا منخفضة. ترفع الثقوب السوداء إنتروبيا الغاز بمنعها من الانضغاط.

الآن يمكن للعلماء استخدام هذه الأرقام في نماذجهم للتنبؤ بدقة أكبر بكيفية نمو المجرات.

في عنقود Abell 85، يبلغ كتلة الثقب الأسود المركزي 4×$10^{10}$ كتلة شمسية، وهو أحد أضخم الثقوب السوداء المؤكدة ديناميكيًا. إذا تحولت كل طاقة سكونه إلى حرارة، فسيكون ذلك كافيًا لتسخين كل غاز العنقود إلى درجات حرارة لا تصدق.

في رواية "Hyperion" لدان سيمونز، يستخدم النواة التقنية طاقة الثقوب السوداء لأغراضها. هنا، تعمل الثقوب السوداء كمنظمات حرارة طبيعية تمنع التبريد الجامح للمجرات.

العلماء
Jacob BekensteinStephen HawkingBernhard RiemannJoseph WeberKarl SchwarzschildKip Thorne
المفاهيم
الغاز الساخن ترموديناميكا الثقب الأسود آلية التنظيم الذاتي هالة الثقب الأسود إنتالبيا السعة الحرارية تسخين البلازما غاز بارد جول لكل كلفن جاذبية سطحية مجرة نشطة نواة مجرية نشطة إنتروبيا بيكينشتاين-هوكينج وسط بين المجرات كتلة شمسية أغلفة المشتريات الحارة لب تركيب الهالة المجرية فجوة الكتلة في التفاعل النووي مجرة مضيفة