پردهبرداری از راز تشکیل سیاهچاله در یک اختروش باستانی
جهان صنعت، یک اختروش نوسانی دوردست به میزان فوقالعادهای کمنور و روشن شده است، یعنی معادل دو تریلیون برابر روشنایی خورشید تغییر میکند.
این اولین باری است که یک اختروش سوسوزن در جهان اولیه دیده میشود. عمر این اختروش به ۱۲.۹ میلیارد سال پیش برمیگردد که درست حدود ۹۰۰ میلیون سال پس از مهبانگ(بیگ بنگ) میشود.
اختروشها سیاهچالههای ابرپرجرم بسیار فعالی در قلب برخی از کهکشانها هستند که به شدت از گازی که به سمت دهانهشان کشیده میشود، تغذیه میکنند و در نتیجهی این تغذیه سیریناپذیر، رشد میکنند. همانطور که گاز در افق رویداد سیاهچاله (نقطهای که فراتر از آن هیچ چیز نمیتواند از سیاهچاله فرار کند) میچرخد، در نتیجه اصطکاک داغ میشود و منجر به درخشش درخشان گاز میشود. علاوه بر این، میدانهای مغناطیسی میتوانند برخی از ذرات باردار موجود در گاز را به بیرون پرتاب کنند و آنها را به شکل فوارههای قدرتمند و درخشان از سیاهچاله غولپیکر دور کنند. به همین دلیل، اختروشها از درخشانترین اجرام کیهان هستند.
بیش از یک میلیون اختروش در سراسر کیهان یافت شدهاند، اما تنها حدود ۲۰۰ مورد از آنها در یک میلیارد سال اول پس از مهبانگ وجود داشتهاند. در حالی که اکثر اختروشها سوسو میزنند، معمولاً این کار را با مقادیر نسبتاً کمی انجام میدهند و چنین سوسوزدنی تاکنون در یک اختروش در یک میلیارد سال اول تاریخ کیهان دیده نشده بود.
جین لئونگ(Gene Leung) از موسسه اخترفیزیک و تحقیقات فضایی کاولی در موسسه فناوری ماساچوست (MIT) در بیانیهای گفت: مردم میدانند که اختروشها در جهان نزدیک میتوانند سوسو بزنند. این سوسو زدن ناشی از نوسانات در نحوه تغذیه گاز به سیاهچاله است و نحوه سوسو زدن اختروشها چیزی در مورد ساختار قرص برافزایشی سیاهچاله و نوع لقمههایی که سیاهچاله میخورد به ما میگوید.
اختروش مورد بحث، انرژی معادل درخشندگی ۱۲ تریلیون خورشید را پمپاژ میکند و نور آن حدود ۲۰ درصد یا ۲ تریلیون برابر درخشندگی خورشید ما نوسان دارد که مقدار قابل توجهی است که نشان دهنده سرعت رشد این سیاهچاله است.
با این حال، این اختروش آنقدر دور است که هنوز بسیار کمنور است، بنابراین تشخیص این نوسانات عظیم آسان نبود. نه تنها نور برای مدت طولانی مسیری طولانی را طی کرده است، بلکه انبساط جهان، طول موج آن را نیز کشیده است و نور را در پدیدهای به نام «انتقال به سرخ» به طول موجهای بلندتر و سرختر تبدیل کرده است.
اختروش دوردست مانند یک شمع کیهانی سوسو میزند
لئونگ و همکارش آنا-کریستینا ایلرز(Anna-Christina Eilers) در دانشگاه MIT، تیمی را رهبری کردند که پس از جستجو در بایگانی ماموریت «کاوشگر بررسی فروسرخ میدان گسترده اجرام نزدیک به زمین(NEOWISE)» ناسا، این اختروش سوسو زننده و گریزان را پیدا کردند.
ماموریت NEOWISE حدود ۱۴ سال تمام آسمان را اسکن کرد و به دنبال سیارکهای خطرناک گشت، اما همچنین اتفاقات زیادی را که در آسمان پسزمینه رخ میداد، ثبت کرد.
انتقال به سرخ نور اختروش همچنین فرکانس نوسانات را کاهش داد. سوسو زدنی که ممکن است در مقیاس زمانی روزها هنگام ترک این اختروش رخ داده باشد، تا زمانی که این نور به ما برسد، به ماهها تغییر رنگ داده بود. به همین دلیل است که دادههای چندین ساله NEOWISE بسیار ارزشمند بودند.
لئونگ گفت: ما شاهد سوسو زدن تصادفی این اختروش در طول دوره ۱۴ ساله بودیم که بسیار شبیه به سوسو زدن شعله شمع بدون یک الگوی ثابت است.
لرزش اختروش در طول موجهای مختلف به تغییرات دمای گاز چرخان در اطراف این سیاهچاله مرتبط است. هرچه گاز به سیاهچاله نزدیکتر باشد، داغتر است. از این رو، محققان میتوانند نتیجه بگیرند که گاز در یک قرص برافزایشی بسیار مسطح و پنکیکشکل در اطراف سیاهچاله قرار گرفته است.
این برای یک اختروش قدیمیتر، تعجبآور نخواهد بود، اما برای چنین اختروش جوانی، بالقوه الهامبخش است. دلیلش این است که ابرسیاهچالهها به شکل نامرتب رشد میکنند و ابر گاز در حال سقوط در اطراف یک اختروش جوان که تنها ۸۵۰ میلیون سال پس از مهبانگ وجود دارد، هنوز باید مانند یک چنبره ضخیم و آشفته به شکل دونات کاملاً پف کرده باشد. گاز فقط باید پس از بالغ شدن اختروش به شکل پنکیک صاف شود. به عبارت دیگر، این اختروش از سن خود پیرتر به نظر میرسد.
ایلرز گفت: من فکر میکنم آنچه این مطالعه نشان میدهد، این است که تمام مراحل رشد نامنظم و بسیار سریعی که از همه سیاهچالهها انتظار داریم، در این حالت نیز وجود دارند. اینکه در مقطعی خیلی خیلی زود، قبل از اینکه ما آنها را به صورت این اختروشهای بسیار درخشان ببینیم، از میان بروند، اتفاق میافتد. این تصویری است که در حال ظهور است.
ستارهشناسان در حال حاضر شواهدی به دست آوردهاند مبنی بر اینکه ابرسیاهچالهها میتوانند سریعتر از آنچه ما تصور میکردیم از ابرهای گازی که مستقیماً در حال فروپاشی هستند، تشکیل شوند، همانطور که توسط «نقاط قرمز کوچک» که توسط تلسکوپ فضایی جیمز وب(JWST) در جهان اولیه کشف شده، مشهود است.
کشف یک اختروش بالغ که ۱۲.۹ میلیارد سال پیش وجود داشته، این نظریه نوظهور را تقویت میکند که ابرسیاهچالهها خیلی زود شکل گرفته و به سرعت رشد کردهاند.
لئونگ میگوید: این بدان معناست که اتفاقی حتی زودتر رخ داده که باعث شده این سیستمها تا این حد بالغ به نظر برسند.
اکنون لئونگ و ایلرز امیدوارند اختروشهای حتی قدیمیتری را جستجو کنند. گفتنی است که قدیمیترین اختروش دیده شده ۱۳.۲ میلیارد سال پیش وجود داشته است و شاید با تلسکوپ «جیمز وب» بتوانند هر اتفاقی را که باعث رشد سریع آنها شده است، ثبت کنند.
یافتههای این مطالعه در مجله Nature Astronomy منتشر شده است.
منبع: ایسنا
