سیاهچاله‌ای که گرسنه ماند و کهکشانش را در تاریکی فرو برد

* پرده از راز یک تغییر کمیاب در رفتار ابرسیاهچاله‌ی مرکزی یک کهکشان دوردست به کمک تلسکوپ بسیار بزرگ (وی‌ال‌تی، VLT) در رصدخانه‌ی جنوبی اروپا و تلسکوپ فضایی هابل ناسا و همچنین رصدخانه‌ی پرتو X چاندرای ناسا برداشته شد. به نظر می‌رسد این سیاهچاله وارد دوران سختی شده و دیگر سوخت کافی برای روشن کردن محیط پیرامونش به آن نمی‌رسد.
کهکشان مارکاریان ۱۰۱۸ در صورت فلکی نهنگ. این تصویر در اندازه‌ی بزرگ‌تر و کامل‌تر
کهکشان‌های بسیاری با هسته‌ی درخشان یافته شده که از یک سیاهچاله‌ی ابرپرجرم انرژی می‌گیرند. این هسته‌ها که از درخشان‌ترین اجرام کیهانند، میزبان‌های خود را به یک "کهکشان فعال" تبدیل کرده‌اند. دلیل درخشش بی‌اندازه‌ی آنها مواد داغیست که با فرو کشیده شدن به درون سیاهچاله در فرآیندی به نام برافزایش، پرتوهایی بسیار پرانرژی می‌گسیلند. این نور شدید در هر کهکشان با کهکشان دیگر تفاوت بسیاری دارد و بنابراین اخترشناسان آنها را بر پایه‌ی ویژگی‌های نوری که می‌گسیلند به چندین دسته بخش کرده‌اند. [۱]

از میان این کهکشان‌ها مواردی دیده شده‌ که تنها در مدت ۱۰ سال به شدت تغییر کرده‌اند، یک چشم بر هم زدن در مقیاس کیهانی. ولی کهکشان فعالی که در این پژوهشِ تازه بررسی شد با نام "مارکاریان ۱۰۱۸" از این نظر با بقیه تفاوت دارد که دو بار تغییر گونه داد و در مدت پنج سال به رده‌بندی آغازین خود بازگشت. تغییر با چرخه‌ی کامل تاکنون در چند کهکشان‌ دیده شده بود، ولی هیچ یک از آنها با چنین جزییاتی بررسی نشده.

کشف سرشت دمدمی و بی‌ثبات ماکاریان ۱۰۱۸ دستاورد جنبی و شانسی پروژه‌ی Close AGN Reference Survey یا CARS بود، یک برنامه‌ی مشترک میان رصدخانه‌ی جنوبی اروپا (ESO) و سازمان‌های دیگر برای گردآوری اطلاعات از ۴۰ کهکشان نزدیک که دارای هسته‌ی فعال هستند. مشاهدات روزمره‌ی مارکاریان ۱۰۱۸ با کاوشگر طیف‌سنجی چند-یگانی (MUSE) که رو تلسکوپ وی‌ال‌تی در ESO نصب شده، تغییر شگفت‌آوری را در بروندهی نوری این کهکشان نمایان کرد.

ربکا مکلروی، نویسنده‌ی اصلی پژوهشنامه‌ی این کشف و دانشجوی دکترا در دانشگاه سیدنی و مرکز CAASTRO می‌گوید: «ما از دیدن چنین تغییر کمیاب و چشمگیری در مارکاریان ۱۰۱۸ بهت‌زده شدیم.»

رصد شانسی این کهکشان به این سرعت پس از آغاز روند کم‌نور شدنش یک فرصت نامنتظره برای یادگیری درباره‌ی چیزی بود که باعث این تیک‌های کهکشانی می‌شود؛ چنان چه برند هوزمان، رهبر پروژه‌ی CARS و نویسنده‌ی اصلی یکی از دو پژوهشنامه‌‌ی مربوط به این کشف می‌گوید: «ما خوش‌شانس بودیم که این رویداد را تنها ۴-۳ سال پس از آغاز افول آن دیدیم، برای همین توانستیم چالش دیدبانی برای بررسی جزییات فیزیکی برافزایش کهکشان‌های فعال را آغاز کنیم؛ کاری که بدون این شانس نمی‌توانستیم انجام دهیم.»
افضای پیرامون کهکشان مارکاریان ۱۰۱۸. خود کهکشان کمی پایین‌تر از ستاره‌ی سفید مرکزی جای دارد ولی برای دیدن آن باید اندازه‌های بزرگ‌ترِ این عکس را ببینید: ۳.۸ مگابایت- ۳۳.۳ مگابایت
این دانشمندان بهترین بهره را از شانسی که به آنها رو شده بود بردند، و آن را به اولویت نخست برای دیدن فرآیندی که باعث تغییر سریع و شدید در نور مارکاریان ۱۰۱۸ شده بود تبدیل کردند. این پدیده می‌توانست در اثر هر یک از چندین رویداد اخترفیزیکی ممکن رخ داده باشد، ولی نمی‌شد انگاره‌ی بلعیده شدن یک تک ستاره توسط سیاهچاله را کنار گذاشت [۲] و احتمال کاهش نور به دلیل گازهای میان ما و سیاهچاله را از نظر دور داشت [۳]. ولی سازوکار واقعی فرآیندی که پشت تغییر شگفت‌انگیز مارکاریان ۱۰۱۸ بود تا پایان دور نخست رصدها هم نامعلوم ماند.

با این حال، این گروه پژوهشی پس از گرفتن وقت رصدی بیشتر از تلسکوپ فضایی هابل و رصدخانه‌ی پرتو X چاندرا، توانستند داده‌های افزوده‌ای نیز به دست آورند و به کمک همین داده‌های توانستند پی به این راز ببرند: سیاهچاله داشت به آرامی کم‌نور می‌شد زیرا مواد برافزایشی در دسترسش رو به پایان بود.

ربکا مکلروی می‌گوید: «احتمال دارد گرسنه ماندن این سیاهچاله به دلیل از هم گسیختگی جریان مواد به سوی آن باشد. یک احتمال فریبنده‌ی دیگر هم برهمکنش‌هایی میان آن و یک ابرسیاهچاله‌ی دیگر است.» یک سامانه‌ی سیاهچاله‌ای دوتایی‌ می‌تواند برای مارکاریان ۱۰۱۸ احتمال بزرگی باشد زیرا خود کهکشان دستاورد ادغام بزرگ دو کهکشان است، دو کهکشانی که هر یک می‌توانسته یک ابرسیاهچاله در مرکزش بوده باشد.

پژوهش‌ها درباره‌ی سازوکارهای درون کهکشان‌های فعالی مانند مارکاریان ۱۰۱۸ که به تغییر چهره‌ی آنها می‌انجامد ادامه خواهد داشت. برند هوزمان می‌گوید: «این گروه می‌خواهد به سرعت تعیین کند که چه چیزی باعث شده مارکاریان ۱۰۱۸ دوباره تاریک شود. دیدبانی‌هایی که هم اکنون توسط تلسکوپ‌های ESO و دیگر تجهیزات انجام می‌شود به ما امکان خواهند داد تا دنیای هیجان‌انگیز سیاهچاله‌های قحطی‌زده و دگرگونی کهکشان‌های فعال را به طور دقیق‌تر بررسی کنیم.»

کهکشان مارکاریان ۱۰۱۸ با فاصله‌ی ۶۰۰ میلیون سال نوری از زمین، در راستای صورت فلکی نهنگ دیده می‌شود. در این ویدیو، با بزرگنمایی بخشی از آسمان در صورت فلکی نهنگ، به این کهکشان می‌رسیم. 

---------------------------------------------
یادداشت‌ها:
۱] درخشان‌ترین کهکشان‌های فعال اختروش‌ها هستند، کهکشان‌هایی که درخشش هسته‌ی آنها از کل کهکشان بیشتر است. رده‌ی ضعیف‌تر به نام کهکشان‌های سیفرت شناخته می‌شوند. سیفرت‌ها در آغاز بر پایه‌ی درخشش و طیف گسیلشی (یا طیف نشری- نقشه‌ی شدت پرتوهای گسیلیده در طول‌موج‌های گوناگون) به دو گونه بخش شده بودند: گونه‌ی ۱ و گونه‌ی ۲، ولی امروزه رده‌های دیگری مانند گونه‌ی سیفرت ۱.۹ نیز معرفی شده است.

۲] یک چنین رویدادِ آشفتگی کشندی‌ای زمانی رخ می‌دهد که یک ستاره بیش از اندازه به یک ابرسیاهچاله نزدیک شده و در اثر کشش گرانشی سهمگین آن پاره پاره شود. در نتیجه‌ی این فرآیند، درخشش ناحیه‌ی مرکزی ناگهان و به شدت افزایش می‌یابد و در مدت چند سال کم کم کاهش می‌یابد. نمودار درخشش دیده شده در مارکاریان ۱۰۱۸ با نمودار چنین رویدادی همخوانی نداشت.

۳] گذشتن این گازها از میان ما و هسته‌ی کهکشان می‌تواند جلوی دید ما از نور آن را بگیرد و بر رده‌بندی یک کهکشان فعال تاثیر بگذارد، مانند مِهی برابر چراغ‌های جلوی یک خودرو که نور آن را کم می‌کند. چنین چیزی حتی می‌تواند بر طیف کهکشان هم اثر بگذارد و این هم می‌تواند رده‌بندی کهکشان را تغییر دهد.

--------------------------------------------
به کانال تلگرام یک ستاره در هفت آسمان بپیوندید:

واژه نامه:
supermassive black hole - galaxy - ESO - Very Large Telescope - NASA - ESA - Hubble Space Telescope - Chandra X-ray Observatory - black hole - core - active galaxy - accretion - Markarian 1018 - Close AGN Reference Survey - CARS - Multi-Unit Spectroscopic Explorer - MUSE - Rebecca McElroy - PhD - University of Sydney - ARC Centre of Excellence for All Sky Astrophysics - CAASTRO - Bernd Husemann - star - nucleus - Seyfert galaxy - emission spectrum - wavelength - Type 1 - Type 2 - Type 1.9 - gravitational tidal force -

0 دیدگاه شما:

Blogger template 'Browniac' by Ourblogtemplates.com 2008

بالای صفحه