کهن‌ترین نور کیهان به کشف فواره یک سیاهچاله دوردست کمک کرد

اخترشناسان با بهره از رصدخانه ی پرتو X چاندرای ناسا فواره ی یک سیاهچاله ی ابرپرجرم بسیار دوردست را یافته اند که کهن ترین تابش کیهان آن را روشن کرده. این یافته نشان می دهد که احتمالا در چند میلیارد سال نخست پس از مهبانگ، سیاهچاله هایی با فواره های پرقدرت بسیار فراوان تر از آنچه پنداشته می شد بوده اند.

نوری که از این فواره دیده می شود زمانی تابیده بوده که تنها ۲.۷ میلیارد سال از عمر کیهان می گذشت، یعنی یک پنجم سن کنونی. در این نقطه ی تاریخ، شدت تابش زمینه ی ریزموج کیهان (CMB) که تابشی به جا مانده از مهبانگ است، بسیار بیش از امروز بوده.

فواره ی بلند پرتو X که از اختروش B3 0727+409 بیرون زده.

دارازای این فواره که در سامانه ای به نام B3 0727+409 یافته شده دستکم ۳۰۰ هزار سال نوری است [بر پایه ی تعریف، سامانه ی B3 0727+409 در رده ی اختروش ها جای می گیرد- م]. فواره های بلند بسیاری که توسط سیاهچاله های ابرپرجرم به فضا افشانده می شوند در کیهانِ نزدیک یافته شده، ولی این که این فواره ها دقیقا چگونه پرتوهای X می گسیلند هنوز به درستی جای بحث و گفتگوست. به نظر می رسد طول موج B3 0727+409 با کمک تابش CMB به طول موج پرتو X افزایش پیدا کرده.

اورورا سیمیونسکو، رهبر این پژوهش از بنیاد پژوهش های فضا و فضانوردی (ISAS) در سازمان کاوش های هوافضای ژاپن (JAXA) می گوید: «از آن جایی که ما داریم این فواره را در زمانی می بینیم که جهان هستی کمتر از ۳ میلیارد سال سن داشته، نورش در طیف پرتو X حدود ۱۵۰ بار درخشان تر از چیزیست که اگر نزدیکمان بود می دیدیم.»

الکترون های درون این فواره که با سرعتی نزدیک به سرعت نور از سیاهچاله دور می شوند، در دریایی از تابش CMB به پیش می روند و با فوتون های ریزموج آن برخورد می کنند. این باعث می شود انرژی فوتون های CMB افزایش یافته و به طیف پرتو X برسد و تلسکوپ چاندرا آن را دریافت کند. این بدان معنیست که الکترون های درون فواره ی B3 0727+409 مسافت صدها هزار سال نوری را با سرعت نزدیک به سرعت نور می پیمایند.

الکترون های فواره های سیاهچاله ای معمولا به شدت در طول موج های رادیویی می درخشند، از همین رو به طور معمول این سامانه ها در رصدهای رادیویی یافته می شوند. ولی فواره ی B3 0727+409 یک یافته ی ویژه است زیرا تاکنون تقریبا هیچ سیگنال رادیویی از این جرم دریافت نشده، در حالی که در طیف پرتو X به آسانی دیده می شود.

فواره ی بلند پرتو X که از اختروش B3 0727+409 بیرون زده. تصویر زمینه در طیف نور دیدنی است و تصویر پیوست در طیف پرتو X. این تصویر در اندازه ی بسیار بزرگ تر (۲ مگ)

یکی از نویسندگان پژوهش به نام ووکاش استاواژ از دانشگاه یاگیولنی لهستان می گوید: «ما اساسا از روی شانس این فواره ی چشمگیر و ویژه را یافتیم زیرا هنگامی که داشتیم چیز دیگری را با چاندرا رصد می کردیم، وارد میدان دید چاندرا شد.»

دانشمندان تاکنون فواره ی های بسیار کمی را یافته اند که به اندازه ای دور باشند که به خوبیِ سامانه ی B3 0727+409، در اثر CMB به تابش پرتوهای X افتاده باشند. ولی به گفته ی استاواژ: «اگر فواره های درخشان پرتو X بتوانند تابش بسیار ضعیف یا آشکار نشده ی رادیویی هم در خود داشته باشند، به این معنا خواهد بود که شمار بسیار بیشتری از آن ها می تواند در آن فاصله ها یافته شود زیرا ما تاکنون به طور اصولی و رَوِشمند به دنبالشان نگشته ایم.»

یکی دیگر از نویسندگان به نام تدی چنگ از آزمایشگاه پژوهشی نیروی دریایی آمریکا در واشنگتن دی سی می گوید: «فعالیت سیاهچاله های ابرپرجرم، از جمله فوران فواره ها، می توانسته در کیهان آغازین متفاوت با دوره های تازه تر بوده باشد. ما با یافتن و بررسی شمار بیشتری از این فواره های دوردست می توانیم آشنا شدن با شیوه ی تغییر احتمالی ویژگی های سیاهچاله های ابرپرجرم در مدت میلیاردها سال را آغاز کنیم.»

این یافته ها در شماره ی ۱ ژانویه ی ۲۰۱۶ نشریه ی Astrophysical Journal Letters منتشر شده و اکنون در نگارش برخط (آنلاین) در دسترسند.

-------------------------------------------------

تلگرام یک ستاره در هفت آسمان:

https://telegram.me/onestar_in_sevenskies

واژه نامه:

NASA - Chandra X-ray Observatory - jet - supermassive black hole - black hole - Big Bang - cosmic microwave background - CMB - B3 0727+409 - quasar - wavelength - X-ray - Aurora Simionescu - JAXA - Institute of Space and Astronautical Studies - ISAS - microwave - photon - Electron - radio - Lukasz Stawarz - Jagiellonian University - Teddy Cheung - Naval Research Laboratory

منبع: nasa

برگردان: یک ستاره در هفت آسمان