قلب کهکشان ما با یک سیگنال مرموز می‌تپد!!

مرکز کهکشانی که در نور مادون قرمز و رادیویی دیده می‌شود و داده‌های چند تلسکوپ را ترکیب می‌کند. (جودی اشمیت/فلیکر، CC BY 2.0)

در مقایسه با برخی دیگر از کهکشان‌های موجود، سیاه‌چاله بسیار پرجرم در قلب کهکشان راه شیری چندان فعال نیست. نه تعداد زیادی ماده بدست می‌آورد و نه جتهای غول‌پیکر پلاسما را به فضا پرتاب می‌کند.

با این حال، حتی یک سیاه‌چاله نسبتاً صلح‌آمیز، یک جانور وحشی است و سیاهچاله خود ما – به نام Sagittarius A* – در حال انجام کارهای بسیار عجیبی مشاهده شده است و اکنون یک مورد جدید وجود دارد: اخترفیزیکدانان گوستاوو ماگالانز-گویجون و سرجیو مندوزا از دانشگاه ملی خودمختار مکزیک، آن را به نوعی… تپش ثبت کرده‌اند.

مانند ساعت، هر 76 دقیقه شار پرتو گاما Sgr A* در نوسان است. به گفته محققان، این از نظر تناوبی شبیه به تغییرات رادیویی سیاهچاله و تابش اشعه ایکس است که حاکی از حرکت مداری چیزی است که به طرز دیوانه‌واری در اطراف سیاهچاله می‌چرخد.

خود سیاهچاله‌ها هیچ تشعشعی از خود ساطع نمی‌کنند که ما در حال حاضر قادر به تشخیص آن باشیم. آنها سایه‌هایی تیره‌تر از تاریکی هستند که برای تلسکوپ‌هایی نامرئی هستند که نوری را که در کیهان جریان می‌یابد بررسی می‌کنند. اما فضای اطراف آنها موضوع دیگری است. در رژیم گرانشی شدید خارج از افق رویداد یک سیاهچاله، اتفاقات زیادی می‌تواند بیفتد.

Sagittarius A*، سیاهچاله در مرکز کهکشان راه شیری. (همکاری EHT)

از ناحیه Sagittarius A*، نور در طول‌موج‌های متعددی ساطع می‌شود و قدرت آن نور در طول زمان به طور قابل توجهی تغییر می‌کند و حداقل در برخی از این طول‌موج‌ها، ستاره‌شناسان الگویی را تشخیص داده‌اند.

بر اساس مقاله‌ای که در سال 2022 منتشر شد، امواج رادیویی در مقیاس زمانی حدود 70 دقیقه یا بیشتر در نوسان هستند. و مقاله‌ای در سال 2017 تناوب 149 دقیقه‌ای را نشان داد که زیربنای شعله‌های اشعه ایکس سیاهچاله است که تقریباً دو برابر نوسانات تناوب رادیو – و اکنون پرتو گاما – است.

اخیراً، در سال 2021، تابش گاما با اطمینان کامل به Sgr A* متصل شد. گویجون- ماگالانز و مندوزا فکر کردند که ممکن است رازهایی در داده‌های پرتو گاما پنهان باشد، بنابراین آنها به تجزیه و تحلیل آن پرداختند. آنها داده‌های در دسترس عموم را گرفتند که توسط تلسکوپ فضایی پرتو گاما فرمی بین ژوئن تا دسامبر 2022 ثبت شده بود و پردازش کردند و جستجویی برای الگوهای دوره‌ای انجام دادند.

طبق نتایج آنها، Sgr A* هر 76.32 دقیقه یک شعله تابش گاما – پرانرژی‌ترین محدوده طول موج نور در کیهان – به بیرون می‌فرستد.

شباهت با تناوب شعله های رادیویی و اشعه ایکس دلیل مشترکی را نشان می‌دهد. محققان می‌گویند که شعله‌های رادیویی کم و بیش همان تناوب شعله پرتو گاما را دارد. شعله ور شدن اشعه ایکس، در 149 دقیقه، دارای تناوب دو برابر است. بعید است که این تصادفی باشد و نشان می‌دهد که تناوب آن هارمونیک پرتو گاما و تناوب رادیویی است.

مرکز کهکشانی که در اشعه ایکس مشاهده شد. (NASA/CXC/UMass/Q.D. Wang)

از آنجایی که خود سیاهچاله هیچ تشعشعی از خود ساطع نمی‌کند و چنین تناوب منظم و مکرر اغلب نشانه‌ای از حرکت مداری است، مکانیسم فیزیکی احتمالا چیزی است که به دور سیاهچاله می‌چرخد. مقاله سال 2022 به این نتیجه رسید که چیزی احتمالاً یک حباب گاز داغ است که توسط یک میدان مغناطیسی قدرتمند به هم چسبیده است که ذرات را در معرض شتاب سنکروترون قرار می‌دهد و در این فرآیند تابش ساطع می‌کند.

این لکه دارای یک فاصله مداری از Sgr A* است که مشابه فاصله مداری عطارد به دور خورشید است. اما، با یک دوره مداری 70 تا 80 دقیقه، با سرعتهای دیوانه کننده‌ای بالا، حدود 30 درصد سرعت نور، حرکت می‌کند.

گویجون- ماگالانز و مندوزا می‌گویند که نتایج آنها با تفسیر داده‌های رادیویی مطابقت دارد و نشان می‌دهد که حباب گاز در طول‌موج‌های متعدد منتشر می‌شود. این تئوری نشان می‌دهد که در حین گردش در مدار، شعله‌های پرانرژی از لکه خارج می‌شود. همانطور که سرد می‌شود، در نور رادیویی قوی‌تر می‌درخشد. کشف شعله‌های پرتو گاما از این مدل پشتیبانی می‌کند.

با این حال، هنوز جزئیاتی وجود دارد که باید بررسی شوند. مطالعه سیاهچاله‌ها بسیار سخت است و Sgr A* نیز از این قاعده مستثنی نیست. مشاهدات بیشتر، در طول‌موج‌های چندگانه، می‌تواند به تابش نور بیشتر (har har) در قلب تاریک و مرموز کهکشان راه شیری کمک کند.

ترجمه: سارا سیدحاتمی

منبع:

Our Galaxy’s Heart Is Pulsing With a Mysterious Signal

By MICHELLE STARR 14 November 2023

https://www.sciencealert.com/our-galaxys-heart-is-pulsing-with-a-mysterious-signal