کهکشان "پی‌کی‌اس ۲۰۱۴-۵۵" از پشت تلسکوپ‌های معمولی مانند یک لکه‌ی روشن و ساده که چیز چندان چشمگیری ندارد دیده می‌شود. ولی اگر آن را در
طیف رادیویی نگاه کنید می‌توانید گنج غول‌آسا و درخشانی که در مرکزش پنهان کرده را ببینید- با یک نشان X.
 |
"بومرنگ دوتایی" از یک کهکشان رادیویی X-شکل. این فواره‌های آبی بزرگ حدود ۱۰۰ برابر بلندتر از کل راه شیری‌اند.
این تصویر در اندازه‌ی بزرگ‌تر |
پی‌کی‌اس ۲۰۱۴-۵۵ یک کهکشان رادیوییِ X-شکل است (ایکس‌آرجی، XRG)، گونه‌ای نامعمول از کهکشان‌ها که در طول موج رادیویی مانند یک ایکس غول‌پیکر در آسمان شب دیده می‌شود. بازوهای بلند این ایکس که هر یک حدود ۱۰۰ برابر بلندتر از کهکشان راه شیری‌اند، در حقیقت سوپی پرسرعت و فروزان از ذرات و
میدا‌ن‌های مغناطیسی‌اند که از سیاهچاله‌ی مرکز کهکشان بیرون زده و تا میلیون‌ها سال نوری، بسیار فراتر از لبه‌ی کهکشان در فضا پیش رفته‌اند.
فواره‌های بزرگ انرژی رادیویی در کهکشان‌هایی که یک
سیاهچاله‌ی غول‌پیکر در مرکزشان دارند پدیده‌ای رایج است (حتی
راه شیری هم دو "
حباب" از انرژی رادیویی در دو سوی مرکزش دارد). ولی بیشتر این فواره‌ها به شکل جفت‌های مرتبی هستند که که از دور مانند یک خط راست یا یک کوژیِ (برآمدگیِ) گِرد دیده می‌شوند. به گفته‌ی
ویلیام کاتن از
رصدخانه‌ی ملی اخترشناسی رادیویی (ان‌آرای‌او) در
ویرجینیا که ایکس‌آرجی‌ها را بررسی می‌کند، کمتر از ۱۰ درصد از چشمه‌های رادیویی شناخته شده در کیهان چنین پیکره‌ی ویژه‌ی X-مانندی پیدا می‌کنند.
کاتن که نویسنده‌ی اصلی این پژوهش است می‌گوید: «چهار چیز می‌بینیم که از این کهکشان بیرون زده. و پرسش اینست که چگونه به این وضع در آمده.»
اکنون شاید کاتن و همکارانش به پاسخی رسیده باشند. در پژوهشنامه‌ای که روز ۷ می در تارنمای
arXiv منتشر شد و برای انتشار در ماهنامه‌ی انجمن سلطنتی اخترشناسی هم پذیرفته شده، پژوهشگران در ان‌ای‌آراو و رصدخانه‌ی اخترشناسی رادیویی آفریقای جنوبی (اس‌ای‌آرای‌او) از تلسکوپ رادیویی بزرگ میرکت (
MeerKAT) در بیابان کاروی
آفریقای جنوبی بهره گرفتند تا دقیق‌ترین تصویری که تاکنون از یک کهکشان ایکس‌آرجی گرفته شده را ثبت کنند.
این تصویر، که اینجا می‌بینید، نشان می‌دهد که X شگفت‌انگیزی که از کهکشان پی‌کی‌اس ۲۰۱۴-۵۵ بیرون زده گویا اصلا یک X نیست، بلکه در حقیقت مانند یک "
بومرنگ دوتایی" است. این بدین معناست که چیزی در این کهکشان دارد جریان را به سوی این بال‌های دومان (ثانویه) منحرف می‌کند.»
به گفته‌ی کاتن و بر پایه‌ی این پژوهش تازه، شکل شگفت‌انگیز این کهکشان را می‌توان با نظریه‌ای به نام "مدل پس‌زنی هیدرودینامیکی"* توضیح داد. خلاصه‌ی چیزی که رخ داده اینست: نخست، سیاهچاله‌ی مرکز کهکشان در درازنای چند میلیون سال به بلعیدن مواد پرداخت تا این که رودل کیهانی به سراغش آمد و آروغی به شکل دو فواره‌ی مواد به فضا پس زد که هر کدام دارند در جهت‌های مخالف با سرعتی باورنکردنی پیش می‌روند.
سرانجام (پس از ده‌ها میلیون سال)، آن فواره‌ها از درون هاله‌ی گازی کهکشان گذشتند و راه خود را به سوی فضای میان‌کهکشانی پیش گرفتند. هر چه فواره‌ها از کهکشان دور و دورتر می‌شدند، فشار در آنها هم به آرامی افزایش می‌یافت، تا این که بخشی از موادِ درون هر فواره را وادار کرد دور بزنند و دوباره رو به مرکز برگردند. این پدیده به نام "پس‌زنی" (backflow) شناخته می‌شود.»
 |
این تصویر دو فواره‌ی رادیویی جوان را نشان می‌دهد (نقطه‌های سفید) که تازه دارند از یاهچاله‌ی مرکز کهکشان بیرون می‌زنند. دو فواره‌ی پیرتر هم هنوز پس از ده‌ها میلیون سال دارند به پیشروی ادامه می‌دهند
|
به گفته‌ی کاتن، پس‌زنی در کهکشان‌های فعال پدیده‌ی رایجی‌ست، ولی معمولا همه‌ی مواد بازگشتی در میانه‌ی کهکشان انباشته می‌شوند، نه این به کناره‌ها کمانه کنند. در پی‌کی‌اس ۲۰۱۴-۵۵، هاله‌ی گاز و غباریِ داغ کهکشان دارای زاویه‌ایست که پس‌زنی عملا رو به بیرون از کهکشان "کج شده" و به هر فواره نمایی بومرنگ-مانند داده.
از دید کاتن و همکارانش، این تاریخ بلند کیهانی به سادگی با نگاه کردن به نما و راستای جریان این فواره‌ها در تصویر میرکت نمایان می‌شود- کاتن می‌گوید: «ما حدود ۱۰ ثانیه به تصویر نگاه کردیم و گفتیم "آهان، که اینطور".» ولی هنگامی که گروهشان درخشش فواره‌ها را بررسی کرد، جزییات بیشتری نمایان شد.
بر پایه‌ی گفته‌های کاتن، این تصویر نه یکی، بلکه سه برون‌ریزی جداگانه و پشت سر هم از سیاهچاله را که با فاصله‌ی زمانی ده‌ها میلیون سال انجام داده بود نشان می‌دهد. دو نقطه‌ی سفید نزدیک مرکز تصویر تازه‌ترین رویداد را نشان می‌دهند، با لوب‌های دوقلوی انرژی که تازه آغاز به بیرون زدن از سیاهچاله و گسترده شدن و رفتن به درون کهکشان کرده‌اند. به گفته‌ی کاتن، دو لوب آبی بلند بیرون از آنها پسمانده‌های رو به فروپاشیِ دو فواره‌ای هستند که حدود ۱۰ میلیون سال پیش از سیاهچاله بیرون زده بودند.
وی می‌افزاید: «و اگر به پیرامون لبه‌های این فواره‌ها نگاه کنید چیزی را می‌بینید که به آن یک "پیله" می‌گوییم -پسماند کم‌نور یک برون‌ریزیِ از این هم کهن‌تر، چیزی مانند ۱۰۰ میلیون سال پیش.»
این واقعیت که هر سه نسل فواره‌ها به نظر می‌رسد یک الگوی بومرنگی را دنبال می‌کنند نشان می‌دهد که پس‌زنی هیدرودینامیکی توضیح‌دهنده‌ی شکلِ این کهکشان ایکس‌آرجی است، نه پدیده‌ی دیگری (مانند تغییر جهت سیاهچاله بین یک برون‌ریزی و برون‌ریزی بعدی).
کاتن می‌گوید این مدل شاید نتواند توضیح‌دهنده‌ی همه‌ی کهکشان‌های X-شکل در کیهان باشد- هر یک بررسی ویژه‌ی خود را نیاز دارد. ولی دستکم در مورد پی‌کی‌اس ۲۰۱۴-۵۵، راه حلِ یک نقشه‌ی گنج کیهانی بوده است.
--------------------------------------------
یادداشت:
* hydrodynamical backflow model
--------------------------------------------
تلگرام و توییتر یک ستاره در هفت آسمان:
واژه‌نامه:
galaxy - PKS 2014−55 - radio wavelength - X-shaped radio galaxy - XRG - Milky Way - magnetic field - black hole - William Cotton - National Radio Astronomy Observatory - NRAO - Virginia - arXiv - Monthly Notices of the Royal Astronomical Society - South African Radio Astronomy Observatory - SARAO - MeerKAT - South Africa - Karoo desert - boomerang - hydrodynamical backflow model - halo - backflow - star
