پلی میان دو خوشه کهکشانی که از فشار فواره یک ابرسیاهچاله خم شده

این تصویر در اندازه‌ی بزرگ‌تر (۳.۶ مگ)

چند صد میلیون سال پیش، دو خوشه‌ی کهکشانی با هم برخورد کرده و از درون یکدیگر گذشتند. این رویداد بزرگ سِیلی از گاز داغ را از دو خوشه به بیرون سرازیر کرد که پلی شگفت‌انگیز و نامعمول میان آن دو پدید آورد. این پل اکنون دارد زیر فشار ذراتی که از یک ابرسیاهچاله بیرون زده و بر آن کوبیده می‌شوند خم می‌شود.

خوشه‌های کهکشانی بزرگ‌ترین ساختارهایی در کیهانند که توسط گرانش یکپارچه مانده‌اند. آنها در بر دارنده‌ی صدها یا هزاران کهکشان، انبوه گسترده‌ای گازِ داغ چند-میلیون درجه‌ای با تابش پرتو X، و توده‌های غول‌آسایی از ماده‌ی نادیدنیِ تاریکند.

این سامانه که "آبل ۲۳۸۴" نام دارد ساختارهای غول‌پیکری را به ما نشان می‌دهد که می‌توانند در هنگامه‌ی برخورد دو خوشه‌ی کهکشانی پدید بیایند. یک پل گازی اَبَرداغ در آبل ۲۳۸۴ در این تصویر که از همگذاری داده‌های چند تلسکوپ به دست آمده نمایانست؛ اینجا داده‌های پرتو X رصدخانه‌ی چاندرای ناسا و رصدخانه‌ی ایکس‌ام‌ام-نیوتنِ اِسا با رنگ آبی، و داده‌های رادیوتلسکوپ غول‌پیکر موج-متری در هند با رنگ سرخ نمایانده شده‌اند.

در این نمای چند-طول موجی اثرهای فواره‌ای را می‌بینیم که از یک ابرسیاهچاله در مرکز کهکشانی در یکی از خوشه‌ها بیرون زده. این فواره به اندازه‌ای نیرومند است که پیکره‌ی پل گازی میان دو خوشه را کج کرده؛ درازای این پل بیش از ۳ میلیون سال نوری‌ست و جرمی نزدیک به ۶ تریلیون خورشید دارد.

در تصویر دوم شکل پل، جایگاه ابرسیاهچاله، و جایی که فواره دارد بر گازهای داغ و از پهلو در نقطه‌ی برخورد فشار می‌آورد نشان داده شده. اخترشناسان در این نقطه‌ی خوشه نشانه‌هایی از یک پیشان (جبهه‌ی) شوک، مانند چیزی که از شکستن دیوار صوتی توسط یک هواپیمای زبَرصوت پدید می‌آید دیدند، که می‌تواند گازها را داغ نگهدارد و جلوی سرد شدن آنها برای ساختن ستارگان تازه را بگیرد.

گسیلش‌های رادیویی تا حدود ۱.۲ میلیون سال نوری رو به شمالِ سیاهچاله و حدود ۱.۷ میلیون سال نوری رو به جنوب سیاهچاله از آن گترده شده. گسیلش شمالی همچنین کم‌نورتر از گسیلش جنوبی است. دلیل این تفاوت شاید این باشد که گسیلشِ شمالی در اثر برخوردِ فواره با گازهای داغ درونِ پل آهسته شده است.

چاندرا اغلب حفره‌هایی را که توسط فواره‌ها در گازهای داغ مرکز خوشه‌های کهکشانی پدید می‌آید رصد می‌کرده، مانند خوشه‌ی برساووش، ام‌اس ۰۷۳۵، و خوشه‌ی ماراَفسای. ولی آبل ۲۳۸۴ نمونه‌ی کمیابی‌ست که در آن، چنین برهم‌کنشی در بخش بیرونی یک خوشه رخ داده است. ویژگی نامعمولِ دیگرِ آبل ۲۳۸۴ اینست که ابرسیاهچاله‌ی پدیدآورنده‌ی فواره، بزرگ‌ترین کهکشان در مرکز خوشه "نیست".

این تصویر در اندازه‌ی بزرگ‌تر

اخترشناسان اجرامی مانند آبل ۲۳۸۴ را برای شناختِ روند رشد خوشه‌های کهکشانی مهم می‌دانند. بر پایه‌ی شبیه‌سازی‌های رایانه‌ای، پس از یک برخورد میان دو خوشه‌ی کهکشانی، آنها مانند آونگی نوسان می‌کنند و چندین بار از درون یکدیگر می‌گذرند تا سرانجام به هم بپیوندند و یک خوشه‌ی بزرگ‌تر بسازند. اخترشناسان بر پایه‌ی همین شبیه‌سازی‌ها فکر می‌کنند دو خوشه‌ی درون آبل ۲۳۸۴ هم سرانجام ادغام خواهند شد.

آبل ۲۳۸۴ حدود ۱.۲ میلیارد سال نوری از زمین فاصله دارد. دانشمندان بر پایه‌ی پژوهش پیشین جرم کل آبل ۲۳۸۴ را ۲۶۰ تریلیون برابر خورشید برآورد کرده‌اند. این جرم در بردارنده‌ی ماده‌ی تاریک، گازهای داغ، و تک تک کهکشان‌هاست.

گزارش این پژوهش در شماره‌ی ژانویه‌ی ۲۰۲۰ ماهنامه‌ی انجمن سلطنتی اخترشناسی منتشر شده و نگارشِ برخط آن هم در دسترس است.

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

تلگرام و توییتر یک ستاره در هفت آسمان:

telegram.me/onestar_in_sevenskies

twitter.com/1star_7sky

واژه‌نامه:

galaxy cluster - supermassive black hole - galaxy - X-ray - dark matter - Abell 2384 - NASA - Chandra X-ray Observatory - ESA - XMM-Newton - Giant Metrewave Radio Telescope - India - wavelength - Sun - shock front - sonic boom - supersonic - star - radio - Perseus cluster - MS 0735 - Ophiuchus Cluster - computer simulation - Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

منبع: nasa

برگردان: یک ستاره در هفت آسمان