برخوردی که یک حلقه پرتو X برای یک کهکشان پدید آورد

* اخترشناسان به کمک رصدخانه‌ی پرتو X چاندرای ناسا حلقه‌ای از سیاهچاله‌ها یا ستارگان نوترونی را در کهکشانی به فاصله‌ی ۳۰۰ میلیون سال نوری زمین یافته‌اند. این حلقه می‌تواند به دانشمندان در بهتر شناختنِ رویدادهایی که در برخوردهای سهمگین میان کهکشان‌ها رخ می‌دهد کمک کند.

اینجا نمایی تازه از کهکشان ای‌ام ۰۶۴۴-۷۴۱ (یا تنها ای‌ام ۰۶۴۴) را می‌بینید که از پیوند داده‌های پرتو X چاندرا (رنگ بنفش) و داده‌های نور دیدنی (مریی) تلسکوپ فضایی هابل (رنگ‌های سرخ، سبز، و آبی) درست شده‌ است. داده‌های چاندرا وجود چشمه‌های پرتو X بسیار درخشانی را آشکار کرده‌ که به احتمال بسیار، بیشترشان سامانه‌های دوتایی‌اند که یکی از اعضایشان سیاهچاله‌ی ستاره‌جرم یا ستاره‌ی نوترونی است. این چشمه های پرتو X با هم یک حلقه‌ی چشمگیر و شگفت‌انگیز را ساخته‌اند.

پایین، سمت راست: کهکشان حلقوی ای‌ام ۰۴۶۶- پایین، سمت چپ: کهکشانی که با برخورد به ای‌ام ۰۶۴۴ و گذشتن از درون صفحه‌اش، چنین ساختاری برای آن پدید آورده. این تصویر در اندازه‌ی بسیار بزرگ‌تر (۱۵.۶ مگ)

ولی این حلقه‌ی سیاهچاله‌ها یا ستارگان نوترونی در ای‌ام ۰۴۶۶ از کجا آمده؟

به گمان اخترشناسان، این حلقه زمانی پدید آمده که یک کهکشان در اثر نیروی گرانش به درون کهکشان دیگری کشیده شد و از درون صفحه‌اش گذشت [یک بزن و در روی کیهانی]. کهکشان نخست موج‌هایی در گازهای کهکشان دوم (همان ای‌ام ۰۶۴۴) که پایین، سمت راست چارچوب دیده می‌شود پدید آورد. این موج‌ها حلقه‌ای رو به گسترش از گازهای فشرده را در ای‌ام ۰۶۴۴ درست کرد که ستاره‌زایی‌های تازه به راه انداخت. کهکشان نخست به احتمال بسیار همان کهکشانیست که پایین، سمت چپ دیده می‌شود.

از میان این ستارگان نوپا، بزرگ‌ترین‌شان در استاندارد کیهانی زندگی کوتاهی دارند- تنها چند میلیون سال. پس از آن سوخت هسته‌ایشان به پایان می‌رسد و با مرگشان در یک انفجار ابرنواختری، یا سیاهچاله‌هایی به جرم پنج تا ۲۰ برابر خورشید، و یا ستارگان نوترونی تقریبا هم‌جرم خورشید از خود به جا می‌گذارند.

برخی از این سیاهچاله‌ها یا ستارگان نوترونی همدم‌‌های ستاره‌ای نزدیکی هم دارند، وگازهای آنها را می‌مکند. این گاز که به سوی سیاهچاله یا ستاره‌ی نوترونی کشیده می‌شود، مانند آبی که در چاهک حمام فرو می‌رود، یک قرص چرخان پدید می‌آورند و در این فرآیند در اثر اصطکاک داغ می‌شود. این گاز فراداغ پرتوی X نیرومند بسیاری تولید می‌کند که چاندرا می‌تواند آن را ببیند.

حلقه‌ای از ستارگان نوترونی یا سیاهچاله‌ها خودش چیز شگفت‌انگیز و فریبنده‌ایست، ولی ای‌ام ۰۶۴۴ داستان‌های دیگری هم دارد. همه‌ی چشمه‌های پرتو ایکسی که در حلقه‌ی ای‌ام ۰۶۴۴ شناسایی شده‌اند از رده‌ی "چشمه‌های پرتو X فرا-تابناک" (یوال‌ایکس ها) هستند. پرتو X تولید شده در این اجرام به اندازه‌ی صدها و هزاران برابر بیش از سامانه‌های دوتایی "معمولی" است که در آنها یک ستاره همدم یک سیاهچاله‌ یا یک ستاره‌ی نوترونی است.

تا همین اواخر بیشتر اخترشناسان فکر می‌کردند که یوال‌ایکس‌ها به طور کلی در بردارنده‌ی یک ستاره هستند که همدمش یک سیاهچاله‌ی ستاره‌جرم و یا در برخی موارد سیاهچاله‌ی میان‌جرم به جرم چند صد برابر خورشید است. ولی هنگامی که چند یوال‌ایکس در کهکشان‌های دیگر، از جمله ام۸۲ و ام۵۱ یافته شد که یکی از همدم‌ها در آنها ستاره‌ی نوترونی بود، این پنداشت هم کنار گذاشته شد.

به جز سیاهچاله‌های میان‌جرم، چندین توضیح دیگر هم برای درخشش پرتو X شدید یوال‌ایکس‌ها ارایه شده، از جمله رشد بسیار سریع و نامعمول سیاهچاله یا ستاره‌ی نوترونی، و اثرهایی هندسی که دستاورد فروکشیده شدن مواد در راستای خطوط میدان مغناطیسی‌اند.

سرشت یوال‌ایکس‌های درون ای‌ام ۰۶۴۴ هنوز ناشناخته است. آنها می‌توانند آمیزه‌ای از سیاهچاله‌‌ها و ستارگان نوترونی باشند، و یا ممکن است همگی ستاره‌ی نوترونی یا همگی سیاهچاله باشند.

همه‌ی چشمه‌های پرتو X در این تصویر، درون حلقه‌ی ای‌ام ۰۶۴۴ نیستند. یکی از آنها سیاهچاله‌ای با رشد سریع است که درست پشت ای‌ام ۰۶۴۴ و در فاصله‌ی ۹.۱ میلیون سال نوری زمینست. یکی دیگر از چشمه‌های شگفت‌انگیزی که چاندرا دیده ابرسیاهچاله‌ی رو به رشدِ مرکز همین کهکشانست.

در این پژوهش تازه، پژوهشگران به کمک چاندرا شش کهکشان حلقوی دیگر به جز ای‌ام ۰۶۴۴ را هم بررسی کردند. روی هم رفته در این هفت کهکشان، ۶۳ چشمه‌ی پرتو X شناسایی شد که ۵۰ تایشان از رده‌ی فراتابناک (یوال‌ایکس) بودند. شمار میانگین یوال‌ایکس‌ها در هر یک از این هفت کهکشان حلقوی، بیش از همه‌ی دیگر گونه‌های کهکشان بود. کهکشان‌های حلقوی توجه اخترشناسان را برانگیخته‌اند زیرا بستری آرمانی برای آزمایش مدل‌های پیدایش ستارگان دوتایی، و شناخت ریشه‌ی یوال‌ایکس‌ها هستند.

این پژوهش به رهبری آنا ولتر از رصدخانه‌ی اخترشناسی بریرا-بنیاد ملی اخترفیزیک (INAF) در میلان ایتالیا انجام شده. گزارش این دانشمندان در شماره‌ی ۱۰ اوت ۲۰۱۸ نشریه‌ی آستروفیزیکال جورنال انتشار یافته و در اینترنت هم در دسترس است.

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

تلگرام و توییتر یک ستاره در هفت آسمان:

telegram.me/onestar_in_sevenskies

twitter.com/1star_7sky

واژه‌نامه:

NASA - Chandra X-ray Observatory - black hole - neutron star - galaxy - AM 0644-741 - AM 0644 - X-ray - optical - Hubble Space Telescope - binary system - stellar-mass black hole - Anna Wolter - INAF- Osservatorio Astronomico di Brera - Milano - Italy - star - nuclear fuel - supernova - Sun - friction - ultraluminous X-ray source - ULXs - binary system - intermediate-mass black hole - IMBH - M82 - M51 - magnetic field lines - Earth - supermassive black hole - ring galaxy - Astrophysical Journal

منبع: nasa

برگردان: یک ستاره در هفت آسمان