تلسکوپ جیمز وب یک (شوک) کشف کرد!

به گزارش سرویس علم و فناوری خبر ناب به نقل از فرارو - این تیم کشف کرد که انرژی گرمایش این ابر چرخان از گاز و غبار در واقع از برخورد با فواره ها یا جت های گازی که با سرعت نزدیک به نور یا «شوک» حرکت می کنند، ناشی می شود.

به گزارش ایسنا به نقل از اسپیس، پیش از این دانشمندان این نظریه را مطرح کرده بودند که انرژی گرمایش این غبار از خود ابرسیاه چاله ناشی می شود و این یک کشف غیرمنتظره است.

خانه کهکشانی این ابرسیاه چاله خاص یک کهکشان فعال موسوم به ESO ۴۲۸-G۱۴ است که در فاصله ۷۰ میلیون سال نوری از زمین قرار دارد.

اصطلاح «کهکشان فعال» به این معنی است که ESO ۴۲۸-G۱۴ دارای یک منطقه مرکزی یا «هسته کهکشانی فعال» (AGN) است که نور قدرتمند و شدیدی را در سراسر طیف الکترومغناطیسی ساطع می کند که به دلیل وجود یک ابرسیاه چاله است که حریصانه در حال هجوم به ماده اطراف آن است.

یک هسته کهکشانی فعال ناحیه ای متمرکز در مرکز کهکشان ها است که معمولاً در تمام ناحیه های طیف الکترومغناطیسی از بقیه کهکشان درخشان تر است. کهکشانی که دارای هسته کهکشانی فعال باشد را «کهکشان فعال» می نامند.

تصور می شود علت این پدیده برافزایش سیاه چاله کلان جرم مرکز کهکشان میزبان باشد. هسته های کهکشانی فعال پرنورترین اجرام در عالم هستند و بررسی آن ها می تواند هم به کشف اجرام دور و هم به تصحیح یا دستیابی به مدل های کیهان شناختی کمک کند.

سیاه چاله (Blackhole) ناحیه ای در فضا-زمان با گرانشی بسیار نیرومند است که هیچ چیز حتی ذرات و تابش های الکترومغناطیسی مانند نور نمی توانند از میدان گرانش قدرتمند آن بگریزند. نظریه نسبیت عام آلبرت اینشتین بیان می کند که یک جرم به اندازه کافی فشرده شده است، می تواند سبب تغییر شکل و خمیدگی فضا-زمان و تشکیل سیاه چاله شود. مرز این ناحیه از فضا-زمان که هیچ چیزی پس از عبور از آن نمی تواند به بیرون برگردد را «افق رویداد» می نامند. صفت «سیاه» در نام سیاه چاله برگرفته از این واقعیت است که تمام نوری را که از افق رویداد آن می گذرد به دام می اندازد.

این یافته ها توسط اعضای پروژه ای موسوم به GATOS بدست آمده که از مشاهدات اختصاصی جیمز وب برای مطالعه قلب کهکشان های نزدیک استفاده می کند.

دیوید روزاریو عضو تیم GATOS و مدرس ارشد دانشگاه نیوکاسل در بیانیه ای گفت: بحث های زیادی در مورد چگونگی انتقال انرژی هسته کهکشانی فعال به محیط اطراف خود وجود دارد. ما انتظار نداشتیم ببینیم که این جت های رادیویی چنینی آسیبی را موجب می شوند.

کشف راز های یک سیاه چاله پر سر و صدا

تصور می شود که همه کهکشان های بزرگ دارای سیاه چاله های کلان جرم مرکزی هستند که جرم هایی از میلیون ها تا میلیارد ها برابر خورشید ما دارند، اما همه این سیاه چاله ها در هسته های کهکشانی فعال قرار ندارند.

برای مثال، کهکشان راه شیری را در نظر بگیرید. ابرسیاه چاله کمان ای* (Sagittarius A*) یا Sgr A* در قلب کهکشان ما توسط مواد کمی احاطه شده است که مصرف ماده آن به قدری کم است که معادل رژیم غذایی یک انسان با مصرف یک دانه برنج در هر میلیون سال است. این باعث می شود ابرسیاه چاله کمان ای* که جرمی برابر با ۴.۳ میلیون خورشید دارد، یک ابرسیاه چاله آرام باشد، اما مطمئناً همسایه های پر سر و صدایی دارد.

ابرسیاه چاله واقع در قلب کهکشان مسیه ۸۷ (M ۸۷) را در نظر بگیرید که در فاصله ۵۵ میلیون سال نوری از ما قرار دارد. این ابرسیاه چاله با جرمی برابر با ۶.۵ میلیارد خورشید نه تنها بسیار پرجرم تر از کمان ای* است، بلکه توسط مقدار زیادی گاز و غبار نیز احاطه شده است که از آن ها تغذیه می کند.

ماده نمی تواند مستقیماً به *M۸۷ سرازیر شود، زیرا حرکت زاویه ای دارد. این بدان معناست که یک ابر مسطح چرخان از گاز و غبار به نام «قرص برافزایشی» را در اطراف ابرسیاه چاله تشکیل می دهد که به تدریج از آن تغذیه می کند.

ابرسیاه چاله ها فقط در قرص های برافزایشی نمی نشینند تا مانند یک نوزاد کیهانی روی گهواره تغذیه شوند. تأثیر گرانشی عظیم این ابرساختار های کیهانی، نیرو های کشندی عظیمی را در قرص برافزایشی ایجاد می کند که شرایطی را ایجاد می کند که آن را تا دمای ۱۸ میلیون درجه فارنهایت (۱۰ میلیون درجه سانتی گراد) گرم می کند.

این باعث می شود که قرص برافزایشی به شدت بدرخشد و بخشی از روشنایی هسته کهکشانی فعال را تامین کند.

اما این همه ی ماجرا نیست. مانند یک کودک نوپای بداخلاق که نمی شود تمام غذا را در دهانش گذاشت، یک ابرسیاه چاله نیز تماما این مواد را نمی بلعد. میدان های مغناطیسی قدرتمند بخشی از مواد موجود در قرص های برافزایشی را به قطب های سیاه چاله هدایت می کنند و این ذرات باردار را تا نزدیک به سرعت نور شتاب می دهند.

سپس این ماده از دو قطب سیاه چاله به صورت فواره ها یا جت های اخترفیزیکی موازی به بیرون فوران می کند. این جت ها همچنین با انتشار نور در سراسر طیف الکترومغناطیسی به ویژه در امواج رادیویی قدرتمند همراه هستند.

در نتیجه ی این مشارکت ها، هسته های کهکشانی فعال می توانند آنقدر درخشان باشند که از نور ترکیبی هر ستاره ای در کهکشان اطرافشان بیشتر بتابند.

گرد و غباری که هسته های کهکشانی فعال را احاطه کرده است، اغلب می تواند با جذب نور مرئی و سایر طول موج های تابش الکترومغناطیسی، دید ما از قلب آن ها را مسدود کند. با این حال نور فروسرخ می تواند به این غبار تصویر دهد؛ بنابراین جیمز وب که متخصص رصد فروسرخی است به راحتی می تواند آن ها را در طیف فروسرخ ببیند. این بدان معناست که این تلسکوپ فضایی قدرتمند ابزاری عالی برای نگاه کردن به مرکز هسته های کهکشانی فعال است.

هنگامی که تیم GATOS این کار را بر روی ESO ۴۲۸-G۱۴ انجام داد، متوجه شدند که غبار نزدیک ابرسیاه چاله در امتداد آن پخش می شود. این یک رابطه غیرمنتظره بین جت ها و گرد و غبار را آشکار کرد و نشان داد که این جریان های خروجی قدرتمند می توانند مسئول گرم کردن و شکل دادن به گرد و غبار باشند.

مطالعه بیشتر ارتباط بین جت ها و غبار اطراف ابرسیاه چاله ها می تواند تأثیر این ابرساختار های کیهانی را بر شکل دهی کهکشان هایشان و نحوه بازیافت مواد در هسته های کهکشانی فعال آشکار کند.

هدی حیدر دانشجوی دکترا در دانشکده ریاضیات، آمار و فیزیک دانشگاه نیوکاسل می گوید: فرصت کار با داده های انحصاری جیمز وب و دسترسی به این تصاویر خیره کننده قبل از هر کس دیگری بسیار هیجان انگیز است. من احساس می کنم بسیار خوش شانس هستم که بخشی از تیم GATOS هستم. همکاری نزدیک با کارشناسان برجسته در این زمینه واقعاً یک امتیاز است.

تحقیقات این تیم در مجله Monthly Notices of the Royal Astronomical Society منتشر شده است.

این خبر توسط سایت فرارو منتشر شده و خبر ناب صرفا آن را به اشتراک گذاشته است.

منبع : فرارو