جت کوچکی در نزدیکی سیاهچاله ابرپرجرم راه شیری پیدا شد!!
جت راه شیری اعتبار: ناسا
به نظر میرسد سیاهچاله مرکزی راه شیری هنوز آثار مشعل دمندهای مانند جت با قدمت چندین هزار سال را در خود دارد. تلسکوپ فضایی هابل ناسا از این جت عکسی نگرفته است، اما به یافتن شواهدی کمک کرده است که نشان میدهد هنوز به شدت به یک ابر هیدروژنی عظیم فشار میآورد و مانند جریان باریکی پاشیده میشود که از یک شلنگ به سمت تودهای از شن هدف گرفته شده است.
این شواهد نشان میدهد سیاهچاله با جرم 4.1 میلیون خورشید، هیولایی خفته نیست، اما زمانی که ستارهها و ابرهای گازی به درون آن میافتند، به صورت دورهای سکسکه میکند. سیاهچالهها مقداری از مواد را به یک دیسک برافزایشی در حال چرخش میکشند، جایی که مقداری از مواد در حال سقوط به سمت فوارههای میروند که توسط میدانهای مغناطیسی قدرتمند سیاهچاله همسو میشوند. پرتوهای نورافکن باریک با سیل تشعشعات یونیزان کشنده همراه است.
جرالد سیسیل از دانشگاه کارولینای شمالی در چاپل هیل گفت: سیاهچاله مرکزی به صورت دینامیکی متغیر است و در حال حاضر خاموش شده است. سیسیل مشاهدات چندموجی از تلسکوپهای مختلف را مانند یک پازل کنار هم قرار داد که نشان میدهد سیاهچاله هر بار که چیزی سنگین را میبلعد، مانند یک ابر گازی، فورانهای کوچکی را بیرون میزند. تحقیقات تیم چند ملیتی او به تازگی در مجله Astrophysical منتشر شده است.
در سال 2013 شواهدی مبنی بر وجود یک جت جنوبی در نزدیکی سیاهچاله پرتوهای ایکس کشف شده توسط رصدخانه پرتو ایکس چاندرا ناسا و امواج رادیویی کشف شده توسط تلسکوپ آرایه بسیار بزرگ جاناسکای در سوکورو، نیومکزیکو بدست آمد. به نظر میرسد این جت نیز در حال دستکاری گاز نزدیک سیاهچاله است.
خروجی ناشی از سیاهچاله کهکشان فعال NGC 1068 اعتبار: ناسا
سیسیل کنجکاو بود که آیا یک جت مخالف شمالی نیز وجود دارد یا خیر. او ابتدا به طیف آرشیوی مولکولهایی مانند متیل الکل و مونو سولفید کربن از رصدخانه آلما در شیلی (آرایه بزرگ میلیمتری/زیر میلیمتری آتاکاما) نگاه کرد که از طول موجهای میلیمتری برای مشاهده پردههای غبار بین ما و هسته کهکشانی استفاده میکند. آلما یک ویژگی خطی باریک و در حال انبساط را در گاز مولکولی نشان میدهد که میتوان آن را به مدت 15 سال نوری به سمت سیاهچاله ردیابی کرد.
سیسیل با اتصال این نقاط، سپس در تصاویر طول موج فروسرخ هابل، حباب درخشان و متورم گاز داغی را یافت که در فاصله حداقل 35 سال نوری از سیاهچاله با جت همسو میشود.
هنگامی که جت از میان گاز میدمد، جت به مواد برخورد میکند و در امتداد جریانهای متعدد خم میشود. الکس واگنر از دانشگاه تسوکوبا در ژاپن میگوید: «جریانها از دیسک گازی متراکم کهکشان راه شیری بیرون میآیند. این جت از یک پرتو مداد مانند به پیچکهایی مانند دست و پای اختاپوس منحرف میشود. این جریان خروجی مجموعهای از حبابهای در حال انبساط را ایجاد میکند که تا حداقل 500 سال نوری گسترش مییابند. این ساختار بزرگتر ‘حباب صابونی’ در طولموجهای مختلف توسط تلسکوپهای دیگر نقشهبرداری شده است.(مترجم: این ساختار حبابی از گاز ناشی از کم شدن قدرت جت و پخش شدن مواد و گاز بشکل یک حباب ایجاد میشود که وسعت زیادی بالغ بر 500 سال نوری از مکان سیاهچاله مرکزی دارد).
مینی جت در مرکز کهکشان راه شیری. اعتبار: ناسا
واگنر و سیسیل سپس مدلهای ابررایانهای از جریان خروجی جت را در یک دیسک شبیهسازی شده راه شیری اجرا کردند که مشاهدات را بازتولید کرد. سیسیل میگوید: مانند باستانشناسی، شما برای یافتن آثار قدیمی و قدیمیتر حفاری میکنید تا زمانی که با بقایای یک تمدن بزرگ روبرو شوید. نتیجهگیری واگنر: ‘سیاهچاله مرکزی ما به وضوح در میلیون سال گذشته حداقل 1 میلیون برابر درخشندگی داشته است. این مقدار برای یک جت برای ضربه زدن به هاله کهکشانی کافی است.(مترجم: هالهی کهکشانی توده بسیار عظیمی از گاز و پلاسما و یا گازهای یونیزه است که در فضای میان کهکشانی وجود دارد شاید فسیلهایی باشند از موادی که روزی از درون یک سیاهچاله بیرون آمدند و میتوانند راجع به سیاهچاله به ما اطلاعاتی دهند مثلا هاله کهکشان آندرومدا با راه شیری فاصله چندانی ندارد یا حتی آمیخته شده باشد).
مشاهدات قبلی توسط هابل و تلسکوپهای دیگر شواهدی را نشان میدهد که سیاهچاله راه شیری حدود 24 میلیون سال پیش فوران کرده است. این به اندازه کافی پرانرژی بود که یک جفت حباب عظیم بر فراز کهکشان ما ایجاد کرد که در پرتوهای گاما میدرخشند. آنها برای اولین بار توسط تلسکوپ فضایی پرتو گامای فرمی ناسا در سال 2010 کشف شدند و توسط حبابهای پرتو ایکس احاطه شدهاند که در سال 2003 توسط ماهواره ROSAT کشف شد و در سال 2020 توسط ماهواره eROSITA به طور کامل نقشهبرداری شد.
طیف نور ماوراء بنفش هابل برای اندازهگیری سرعت انبساط و ترکیب لوبهای بالونی استفاده شده است. طیف هابل بعداً دریافت که انفجار آنقدر قوی بود که ساختار گازی به نام جریان ماژلانی را در حدود 200000 سال نوری مرکز کهکشان روشن کرد. گاز آن رویداد حتی امروز هم میدرخشد.
تصویر جت راه شیری.اعتبار ناسا
سیسیل برای درک بهتر آنچه در جریان است، به هابل و تصاویر رادیویی از کهکشان دیگری با جریان خروجی سیاهچاله نگاه کرد. کهکشان مارپیچی فعال NGC 1068 که در فاصله 47 میلیون سال نوری ما قرار دارد، دارای رشتهای از ویژگیهای حبابی است که در امتداد جریان خروجی سیاهچاله بسیار فعال در مرکز آن قرار دارند. سیسیل دریافت که مقیاس ساختارهای رادیویی و پرتو ایکس که از هر دو NGC 1068 و کهکشان راه شیری ما بیرون میآیند، بسیار شبیه به هم هستند. ‘یک حباب ضربهای کمانی در بالای خروجی NGC 1068 با مقیاس شروع حباب فرمی در کهکشان راه شیری مطابقت دارد. NGC 1068 ممکن است به ما نشان دهد که راه شیری در طول افزایش قدرت بزرگ خود در چندین میلیون سال پیش چه میکرد. (مترجم: حباب فرمی چیست؟ حبابهای فرمی ساختارهای پرتوی گامای غولپیکری هستند که از مرکز کهکشان راه شیری سرچشمه میگیرند و 25000 سال نوری (7700 pc) در شمال و جنوب صفحه کهکشانی امتداد دارند. آنها با استفاده از تلسکوپ فضایی پرتو گاما فرمی در طی بررسی ماده تاریک کشف شدند).
ویژگی جت باقیمانده به اندازه کافی به سیاهچاله راه شیری نزدیک است که تنها چند دهه پس از فعال شدن دوباره سیاهچاله، بسیار برجستهتر میشود. سیسیل خاطرنشان میکند که سیاهچاله فقط باید در آن زمان درخشندگی خود را صد برابر کند تا کانال جت را با ذرات ساطع کننده دوباره پر کند. دیدن این که جت در آن فوران چقدر فاصله میگیرد بسیار جالب است (یعنی رسیدن به حبابهای پرتو گامای فرمی). باید این جت صدها هزار سال دوام بیاورد، زیرا این حبابها هر کدام 50000 سال نوری وسعت دارند.
تصاویر پیشبینیشده از سایه سیاهچاله که با تلسکوپ افق رویداد بنیاد ملی علوم ساخته شده است، ممکن است نشان دهد که این جت کجا و چگونه پرتاب میشود.
مترجم: مرتضی نادریفرد
منبع:
Mini-jet found near Milky Way’s supermassive black hole
by ESA/Hubble Information Centre DECEMBER 9, 2021
https://phys.org/news/2021-12-mini-jet-milky-supermassive-black-hole.html