بارش ابرهای سرد میان‌کهکشانی بر یک ابرسیاهچاله

برداشت هنری (نقاشی) از ابرسیاهچاله‌ی مرکز یک کهکشان در خوشه‌ی کهکشانی آبل ۲۵۹۷. ابرهای مولکولی سردی که از چگالش گاز داغ میان‌کهکشانی پدید آمده اند، به همان شیوه‌‍ی باران‌زایی در ابرهای زمین، دارند بر سر این کهکشان، و به سوی سیاهچاله اش فزود می‌آیند. اندازه‌ی بزرگ‌تر

یک گروه بین المللی از اخترشناسان با بهره از آرایه‌ی بزرگ میلیمتری/زیرمیلیمتری آتاکاما (آلما، ALMA) نظاره‌گر یک رویداد آب و هوایی کیهانی شده‌اند که تاکنون دیده نشده بود: دسته‌ای از ابرهای گازی بسیار بلند ِمیان‌کهکشانی دارند بر یک اَبَرسیاهچاله در مرکز کهکشانی غول پیکر به فاصله‌ی یک میلیارد سال نوری زمین می بارند. این یافته‌ها در شماره‌ی ۹ ژوئن ۲۰۱۶ نشریه‌ی نیچر منتشر شده.

این مشاهدات تازه‌ی آلما نخستین شواهد سرراست (مستقیم) از اینست که ابرهای سرد چگال می‌توانند از گاز داغ میان‌کهکشانی شکل گرفته و با شیرجه به درون قلب یک کهکشان، خوراک ابرسیاهچاله‌ی آن شوند. این یافته همچنین دیدگاه اخترشناسان درباره ی چگونگی تغذیه‌ی ابرسیاهچاله‌ها در فرآیندی به نام برافزایش را هم تغییر می‌دهد.‌

درگذشته اخترشناسان بر این باور بودند که ابرسیاچاله‌ها در بزرگ‌ترین کهکشان‌ها به شیوه‌ای کُند و پایدار، گازهای یونیده‌ی هاله‌ی کهکشان را فروکشیده و می‌بلعند. دیده‌های تازه‌ی آلما نشان می‌دهد که اگر شرایط آب و هوایی میان‌کهکشانی مناسب باشد، سیاهچاله‌ها می‌توانند توسط بارش انبوه و آشفته‌ی ابرهای غول‌پیکر گاز مولکولی بسیار سرد هم تغذیه شوند.

گرنت ترمبلی، یک اخترشناس از دانشگاه ییل در نیوهِیون کانکتیکت آمریکا، همکار پیشین رصدخانه‌ی جنوبی اروپا (ESO) و نویسنده‌ی اصلی این پژوهش می‌گوید: «اگرچه در سال های گذشته پیش بینی های نظری عمده‌ای [برای چنین چیزی] شده بود، ولی این نخستین نشانه‌های آشکار و بی ردخور از وجود یک بارش گاز سرد است که دارد یک ابَرسیاهچاله را تغذیه می کند. فکر کردن به این که داریم این باران کهکشانی که به کام یک سیاهچاله به بزرگی حدود ۳۰۰ میلیون برابر خورشید می‌ریزد را در عمل تماشا می‌کنیم هیجان‌انگیز است.»

اخترشناسان در ژرفای دل درخشان‌ترین کهکشان خوشه‌ی
آبل ۲۵۹۷ یک دسته ابر گازی غول‌پیکر را دیده‌اند که دارند
بر سر ابرسیاهچاله‌ی مرکز کهکشان می‌بارند. این ابرها به
کمک سایه‌های میلیارد-سال نوریشان که بر نور پس‌زمینه در
راه رسیدن به زمین انداخته‌اند شناسایی شدند.
تصویر بزرگ‌تر

ترمبلی و گروهش به کمک آلما به مرکزِ بیش از اندازه روشنِ یک خوشه‌ی کهکشانی نگاه کردند. این خوشه که از حدود ۵۰ کهکشان درست شده، آبل ۲۵۹۷ نام دارد. در مرکز این خوشه یک کهکشان بیضیگون (بیضوی) غول پیکر وجود دارد که به عنوان درخشان‌ترین کهکشان خوشه‌ی آبل ۲۵۹۷ شناخته شده. فضای میان این کهکشان‌ها انباشته از گازهای داغ یونیده‌ایست که در گذشته توسط رصدخانه‌ی پرتو X چاندرای ناسا هم دیده شده بود.

ترمبلی می‌گوید: «این گازِ بسیار بسیار داغ می‌تواند به سرعت سرد شده، چگالیده شود و پایین بیاید (ببارد)، بسیار مانند همان شیوه‌ای که هوای گرم و نمناک در جو زمین می‌تواند ابرهای بارانی بسازد و ببارد. این ابرهای چگالیده سپس بر روی کهکشان و به درون آن می‌بارند و با این کار، هم سوخت ستاره‌زایی ها را در آن فراهم می‌کنند و هم ابرسیاهچاله‌اش را تغذیه می‌کنند.

پژوهشگران در مرکز این کهکشان درست همین فرآیند را مشاهده کردند: سه توده‌ی غول‌پیکر از گاز سرد که رو به ابرسیاهچاله‌ی مرکزی کهکشان سرازیر شده و دارند با سرعتی نزدیک به یک میلیون کیلومتر بر ساعت به سوی آن می‌روند. هر یک از این ابرها موادی به اندازه‌ی یک میلیون خورشید در بر دارد و پهنایش به ده‌ها سال نوری می‌رسد.

به طور معمول، اجرامی با این اندازه به سختی از چنین فاصله‌ای دیده می‌شوند، حتی به کمک وضوح شگفت‌انگیز آلما. در این مورد، علت دیده شدن آنها "سایه‌هایی" به درازای میلیاردها سال نوری بود که بر نورِ پس‌زمینه انداخته بودند [۱].

داده‌های بیشتر که از آرایه‌ی خط پایه‌ی بسیار بلند (VLBA) متعلق به بنیاد ملی دانش آمریکا دریافت شده نشان می‌دهد که ابرهای گازیِ دیده شده توسط آلما تنها حدود ۳۰۰ سال نوری از سیاهچاله‌ی مرکزی فاصله دارند، و اساسا در آستانه‌ی بلعیده شدن توسط سیاهچاله هستند.

با این که آلما تنها توانست سه ابر گازی را نزدیک سیاهچاله شناسایی کند، اخترشناسان می‌پندارند که هزاران عدد مانند آنها می‌تواند در آن نزدیکی وجود داشته باشد که دارند سوخت مورد نیازِ سیاهچاله برای فعالیت به مدتی دراز را فراهم می‌کنند.

اخترشناسان اکنون برنامه دارند با بهره از آلما این "بارش‌های سنگین" را در کهکشان‌های دیگر نیز جستجو کنند تا ببینند آیا چنین شرایطی، همان گونه که نظریه‌های کنونی می‌گویند، پدیده‌هایی رایجند یا نه.

تصویر پس زمینه (آبی) از تلسکوپ فضایی هابل دریافت شده و تصویر پیش زمینه (سرخ) از داده های آرایه ی آلما است و پراکندگی گاز مونوکسید کربن درون و پیرامون این کهکشان را نشان می دهد. در چارچوب پیوست یک بزرگنمایی از بخشی از داده های آلما را می‌بینیم که در آن سایه‌ی سیاهی که توسط ابرهای مولکولی سرد و کدر در برابر نور پس‌زمینه پدید آمده به چشم می‌خورد. این نور با طول موج میلیمتری از الکترون‌هایی تابیده شده که مارپیچ‌وار در میدان‌های مغناطیسیِ نیرومند بسیار نزدیک به سیاهچاله در چرخشند. این سایه نشان می‌دهد که ابرهایی از گاز مولکولی سرد دارند بر سیاهچاله می‌بارند.

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

یادداشت:

۱] سایه‌ها به این دلیل پدید آمده‌اند که این ابرهای کدر، جلوی بخشی از نورِ پس‌زمینه در راه رسیدن به زمین را گرفته‌اند. این نور با طول موج میلیمتری از الکترون‌هایی تابیده شده که مارپیچ‌وار در میدان‌های مغناطیسیِ بسیار نزدیک به سیاهچاله در چرخشند.

تلگرام یک ستاره در هفت آسمان:

https://telegram.me/onestar_in_sevenskies

واژه نامه:
Atacama Large Millimeter/submillimeter Array - ALMA - intergalactic gas - supermassive black hole - galaxy - Earth - Nature - accretion - ionised gas - halo - molecular gas - Grant Tremblay - Yale University - ESO - rainstorm - Sun - Abell 2597 - elliptical galaxy - NASA - Chandra X-ray Observatory - precipitation - star formation - National Science Foundation - Very Long Baseline Arra - wavelength - electron - magnetic field

منبع: رصدخانه‌ی جنوبی اروپا (ESO)

برگردان: یک ستاره در هفت آسمان