هسته دوگانه و شگفت انگیز کهکشان آندرومدا

* یک بررسی تازه که با بهره از همانندسازی ستارگان به هنگام چرخش آن ها به گرد یک سیاهچاله انجام گرفته، شاید بهترین توضیح را برای این که چرا کهکشان آندرومدا هسته ای نامتقارن دارد ارایه دهد.

هنگامی که به کهکشان آندرومدا می نگریم، چنین به نظر می رسد که این کهکشان به جای یک هسته، دو هسته دارد. توده ی ستارگانی که سیاهچاله ی ابرپرجرم در ژرفای دل این کهکشان را در بر گرفته اند، به گونه ای شگفت انگیز کشیده و دوکی مانند دیده می شوند.

اخترشناسان در سال 1974 این کشیدگی عجیب را گزارش داده و به این موضوع اشاره کردند که یک سر این هسته، درخشان تر از سر دیگرش می باشد. در اوایل دهه ی 1990، عکس های تلسکوپ فضایی هابل پرده از این راز برداشت و با نمایان ساختن این هسته ی کشیده نشان داد که از دو "بخش" تشکیل شده است.

در واقع، دو دسته ستاره این سیاهچاله را در بر گرفته اند. یک توده ی ستارگان آبی در مرکز و یک قرص ستارگان سرخ پیرامون آن:
نمای نزدیک هسته‌ی کهکشان آندرومدا (تصویر پیوست)، گرفته شده توسط تلسکوپ هابل که یک هسته ی به ظاهر دوگانه را نشان می دهد، در حالی که احتمالن یک قرص نامتقارن از ستارگان است. توده‌ی آبی میان دو سمت هسته، حلقه‌ای از ستارگان جوان و پرجرم است که دور سیاهچاله ی ابرپرجرم مرکزی در دل کهکشان می چرخند. (تصویر کمی بزرگ تر)
افق رویداد این سیاهچاله، یعنی نزدیک ترین منطقه ی پیرامونش که نور هنوز هم می تواند از آن بگریزد، کوچک تر از آنست که دیده شود ولی تقریبن در دل یک خوشه ی فشرده از ستارگان آبی رنگ قرار دارد که در مرکز تصویر دیده می شود. این خوشه ی فشرده هم به نوبه ی خود توسط همان "هسته ی دوگانه"ی بزرگ تر M31 که تلسکوپ هابل در سال 1992 کشف کرد در بر گرفته شده.

این هسته ی ظاهرن دوگانه، در حقیقت یک حلقه ی بیضوی از ستارگان پیر و سرخ فامست که در مداری به گرد سیاهچاله می‌چرخند ولی بسیار از خوشه ی ستارگان آبی دورترند. این حلقه ی بیضوی از ستارگان سرخ فام، به دو بخش تقسیم شده: هسته ی P1 و هسته ی P2.

اجرامی که مدارهای بیضوی دارند، هنگامی که از جرمی که به دورش می چرخند دور می شوند سرعتشان کندتر و هنگامی که به آن جرم نزدیک می شوند سرعتشان تندتر می شود (قانون دوم کپلر برای حرکت سیاره ای). ستارگان سرخ فام هسته ی آندرومدا در مدارهای بیضوی بسیار کشیده ای به گرد سیاهچاله می چرخند که بدان معناست که بیشتر زمان درخشش خود را در مناطق دورتر می گذرانند و این باعث می شود آن مناطق درخشان تر به نظر برسند: این همان هسته ی ظاهری شماره ی یک است که به نام P1 خوانده می شود.

هسته ی ظاهری دوم یا P2 هم به این دلیل وجود دارد که ستارگان وقتی که به نزدیک ترین فاصله از سیاهچاله می رسند، با هم توده ای می سازند و این باعث می شود آن بخش ها هم پرنور دیده شوند. درست مانند خودروهای درون یک بزرگراه شلوغ.

خود سیاهچاله عملن میان دو نقطه جای دارد ولی به P2 نزدیک تر است [همان نقاط اوج و حضیض در مدارهای بیضوی که در آن ها، جرم مرکزی به نقطه ی اوج نزدیک تر است -م]. در نتیجه در نقطه ی P2، نور ستارگان سرخ فام حلقه به نور ستارگان خوشه ی آبی افزوده شده و آن را پرنورتر از P1 نشان می دهد. همین باعث می شود هسته ی آندرومدا به شکل یک دوک دیده شود.

اسکات ترمین از بنیاد پژوهش های پیشرفته، از سال 1995 تاکنون تصویری برای این قرص نامتقارن و کج پیشنهاد داده بود ولی ستاره شناسان هیچ گاه در وهله ی نخست، شیوه ی چرخش این ستارگان را تصور نکرده بودند. یک پژوهش تازه که توسط جهاد توما از دانشگاه آمریکایی بیروت در لبنان، و شاگردش مهر کازانجیان از دانشگاه لیدن هلند انجام گرفته، شاید پاسخ را در بر داشته باشد.

توما و کازانجیان یک همانندسازی رایانه ای از یک قرص دایره ای ذرات به راه انداختند (ذرات نمایانگر ستارگان بودند) که به گرد سیاهچاله ای به جرم 100 میلیون برابر جرم خورشید، یعنی تقریبن به اندازه ی جرم هیولای مرکزی M31، می چرخید. سپس گروه دیگری از ستارگان که کوچک تر از آن قرص بود و ستارگانش نیز در جهتی مخالف ستارگان درون قرص می‌چرخیدند را در دل قرص قرار دادند و به تماشای تغییرات مدار همگی این ستارگان نشستند. آن ها دریافتند که در زمانی کمتر از 1 میلیون سال، قرص اولیه مانند قرص M31 کج و نامتقارن شد.

تنها این نبود؛ بلکه ستارگانی که رو به عقب می رفتند، توده ای خوشه مانند و بزرگ تر مانند یک بیضی پهن و صاف پیرامون قرص پدید آوردند. رصدهای هابل نشان می دهد که چنین خوشه ی بیضیگونی عملن در آندرومدا و به گرد هسته ی کشیده اش وجود دارد.


ترمین می گوید که این پژوهش بلندپروازانه ترین و واقعگرایانه ترین تلاشیست که تاکنون برای ساختن یک قرصِ بیرون از مرکز (eccentric) انجام گرفته.

به نوشته ی وی، داشتن قرصی که برخی ستارگانش رو به پیش و برخی رو به پس حرکت می کنند آنقدر که به نظر می رسد ساختگی و غیرواقعی نیست. چندین کهکشان دارای چنین ساختاری هستند، و این طبیعی است که ستارگان درون یک قرص، مدارهای گوناگون داشته باشند و در چنین شرایطی، درصدی از آن ها می توانند حرکت رو به عقب پیدا کنند. چنین ساختاری می تواند در اثر یک برخورد به وجود آید. ترمین می گوید با این که قرص هایی با جهت چرخش مخالف، تنها راه برای ساختن تصویر کج و نامتقارن نیست، سازگاری و توافق میان نتایج گروه و مشاهدات "بسیار چشمگیر" است.

واژه نامه:
Andromeda galaxy - lopsided nucleus - spiral galaxy - supermassive black hole - nucleus - Hubble Space Telescope - event horizon - black hole - eccentric - cluster - double nucleus - M31 - Kepler - second law - elliptical orbit - Scott Tremaine - Jihad Touma - Mher Kazandjian - solar mass

منبع: skyandtelescope

0 دیدگاه شما:

Blogger template 'Browniac' by Ourblogtemplates.com 2008

بالای صفحه