فوران سیاهچاله‌ای به اندازه 16 ماه کامل

دانشمندان با استفاده از آرایه تلسکوپ رادیویی مورچیسون وایدفیلد برای گرفتن دقیق‌ترین تصویر از سحابی‌های عظیم اطراف ابرسیاه‌چاله پرجرم در مرکز کهکشان قنطورس A استفاده کردند.

دانشمندان در 23 دسامبر 2021 اعلام کردند که از آرایه تلسکوپ رادیویی مورچیسون وایدفیلد در غرب استرالیا برای تولید جامعترین تصویر تاکنون از فوران سیاهچاله در کهکشان قنطورس A استفاده کردند. این کهکشان حاوی نزدیکترین ابرسیاه‌چاله پرجرم فعال است. طول حباب رادیویی فوران کننده از سیاهچاله در آسمان ما به اندازه 16 ماه کامل به نظر می‌رسد، علیرغم اینکه 12 میلیون سال نوری از ما فاصله دارد.

همانطور که سیاهچاله ستاره‌ها و غبار را در این کهکشان دور می‌خورد، جتهایی تولید میکند که مواد را با سرعت نزدیک به نور به بیرون پرتاب می‌کند و حباب‌های رادیویی غول‌پیکر را ایجاد می‌کند. طول حباب‌های رادیویی 8 درجه است (یک ماه کامل به اندازه نیم درجه است) و صدها میلیون سال قدمت دارند.

نقشه جدید فوران سیاهچاله را نشان می‌دهد

رصدخانه کرتین در استرالیا تلسکوپ‌های رادیویی آرایه وسیع مورچیسون را اداره می‌کند. بنجامین مک کینلی از دانشگاه کرتین نویسنده اصلی مطالعه جدیدی بود که نقشه سیاهچاله را تهیه کرد. مک کینلی نقشه را توضیح داد:

این امواج رادیویی از مواد مکیده شده به سیاهچاله پرجرم در وسط کهکشان می‌آیند. دیسکی را در اطراف سیاهچاله تشکیل می‌دهد و با جدا شدن ماده و نزدیک شدن به سیاهچاله، جتهای قدرتمندی در دو طرف دیسک تشکیل می‌شوند و بیشتر مواد را به فضا به فاصله‌های احتمالاً بیش از یک میلیون سال نوری پخش می‌کنند. مشاهدات رادیویی قبلی نمی‌توانستند روشنایی شدید جتها را کنترل کنند و جزئیات ناحیه بزرگتر کهکشان را احاطه کرده بود، اما تصویر جدید ما بر این محدودیتها غلبه کرد.

قنطورس A یک کهکشان بیضوی غولپیکر با یک سیاهچاله فعال در هسته است. این تصویر کهکشان را در طول‌موجهای رادیویی ترسیم می‌کند و نشان می‌دهد که لوبها بسیار فراتر از محدوده کهکشان مرئی هستند. کهکشان در طول‌موج‌های نوری فضای کوچکی در نزدیکی مرکز اشغال می‌کند. از آنجایی که این تصویر مربوط به امواج رادیویی است و نوری نیست، نقاطی که می‌بینید ستاره‌های پیش‌زمینه نیستند. آنها کهکشان‌های رادیویی در جهان دور هستند. تصویر از  بن مک کینلی / ICRAR / کرتین / کانر ماترن / دانشگاه ایالتی لوئیزیانا.

قنطورس A، نزدیکترین کهکشان رادیویی به ما

قنطورس A یا NGC 5128 یک کهکشان بیضوی است که نزدیکترین کهکشان رادیویی به کهکشان راه شیری ماست. از آنجایی که این سیاره نسبتاً به زمین نزدیک است، هدف خوبی برای اخترشناسان برای مطالعه سیاهچاله‌ی پرجرم فعال در هسته آن است. این سیاهچاله حاوی جرمی حدود 55 میلیون خورشید است و دارای فواره‌های باورنکردنی است که وسعت آن به 1.8 میلیون سال نوری می‌رسد.

مک کینلی گفت:

ما می‌توانیم از قنطورس A چیزهای زیادی یاد بگیریم، فقط به این دلیل که بسیار نزدیک است و می‌توانیم آن را با جزئیات نه فقط در طول‌موج‌های رادیویی، بلکه در تمام طول‌موج‌های دیگر نور نیز مشاهده کنیم. در این تحقیق ما توانستیم مشاهدات رادیویی را با داده‌های نوری و اشعه ایکس ترکیب کنیم تا به ما در درک بهتر فیزیک این سیاه‌چاله‌های بزرگ کمک کند.

این تصویر از قنطورس A ترکیبی از طول موج است. آبی پلاسمای رادیویی است که با گاز ساطع کننده اشعه ایکس (نارنجی) و هیدروژن خنثی سرد (بنفش) در تعامل است. رنگ قرمز ابرهایی را نشان می‌دهد که H-alpha ساطع می‌کنند و بخش نوری اصلی کهکشان بین دو درخشان‌ترین حباب رادیویی قرار دارد. در این عکس، برخلاف عکس بالا، نقطه‌ها ستاره‌های پیش‌زمینه در کهکشان راه شیری هستند. تصویر از onnor Matherne and Louisiana State University (Optical/H-alpha)/ Kraft et al. (X-ray)/ Struve et al. (HI)/ Ben McKinley and ICRAR/ Curtin (Radio).

تشکیل جت‌های رادیویی

چه اتفاقی در این کهکشان برای جت‌های عظیم تشکیل شده می‌افتد؟ ماسیمو گاسپاری از موسسه ملی اخترفیزیک ایتالیا گفت که مطالعه آنها نظریه‌ای به نام “برافزایش سرد آشوب” را تایید می‌کند. گاسپاری توضیح داد:

در این مدل، ابرهای گاز سرد در هاله کهکشانی متراکم می‌شوند و به نواحی مرکزی می‌بارند و سیاهچاله کلان جرم را تغذیه می‌کنند. بر اثر این امر، سیاهچاله به شدت با پرتاب انرژی از جتهای رادیویی واکنش نشان می دهد که لوبهای تماشایی را که در تصویر MWA می‌بینیم تغذیه می‌کند.

مک کینلی توضیح داد که چگونه مرکز کهکشان در جایی درخشان است که دارای فعالیت و انرژی بیشتر است و:

… سپس وقتی دورتر می‌شوید کم نورتر می‌شود زیرا انرژی از بین رفته و همه چیز آرام شده است. اما ویژگی‌های جالبی وجود دارد که ذرات باردار دوباره شتاب گرفته‌اند و با میدان‌های مغناطیسی قوی در تعامل هستند.

آرایه تلسکوپ رادیویی مورچیسون وایدفیلد در غرب استرالیا است. دانشمندان از این تلسکوپ رادیویی برای تصویربرداری از فواره‌های سیاه‌چاله در قنطورس A استفاده کردند تا دقیق‌ترین دید را داشته باشند. تصویر توسط پیت ویلر/ ICRAR.

ترجمه: سارا سیدحاتمی

منبع:

Black hole eruption the size of 16 full moons

Posted by Kelly Kizer Whitt January 9, 2022

https://earthsky.org/space/black-hole-eruption-16-times-size-of-full-moon/