از سیاه‌چاله‌ها تا کهکشانهای مارپیچی

موضوعات داغ نشست تابستانی انجمن نجوم آمریکا از برخورد کهکشانها، کهکشانهای مارپیچی، سیاهچاله های گرسنه را شامل می شود.

به نظر می‌رسد ادغام کهکشان به سان یک تصادف ویرانگر اتومبیل کیهانی به نظر برسد، اما چنین برخوردهایی کاملاً عادی و حیاتی برای تکامل جهان است. در حقیقت، راه شیری خود ما ممکن است قبل از تکامل انسان چندین مورد ادغام را پشت سر گذاشته باشد.

دانشجوی کارشناسی ارشد جاناتان ویلیامز یافته‌های خود را در مورد ادغام سه کهکشان در 7 ژوئن در نشست مجازی انجمن نجوم آمریکا ارائه داد. مشاهدات با نور مرئی و همچنین تصاویر مادون قرمز، رادیویی و اشعه ایکس، نشان می‌دهد که دو کهکشان جنوبی میزبان سیاه‌چاله‌های مرکزی بزرگ هستند که به طور فعال از گاز و گرد و غبار تغذیه می‌کنند و مقدار زیادی اشعه تولید می‌کنند. اینها به عنوان هسته‌های کهکشانی فعال (AGN) شناخته می‌شوند. ستاره‌شناسان کمتر از ده ادغام سه‌گانه یافته‌اند که فعالیت AGN را نیز نشان می‌دهند، بنابراین این جفت برخوردی یک کشف غیرمعمول است.

سه نقطه روشن نشان دهنده سه کهکشان در حال ادغام است که ادغام سه کهکشان به عنوان یک تصویر ترکیبی از نور مرئی نشان داده شده است. به نظر می‌رسد این دو کهکشان جنوبی میزبان تغذیه سیاهچاله‌های بزرگ هستند و اگرچه کاملاً نزدیک به نظر می‌رسند، اما فاصله آنها بین 9100 سال نوری است. یک جریان جزر و مدی شمالی‌ترین کهکشان کوتوله را به هسته جنوبی متصل می‌کند.

اعتبار: VLT / MUSE

AGN دوتایی فرصتی منحصر به فرد برای تحقیق در مورد آنها ارائه می‌دهد. داده‌های رادیویی هسته جنوبی کهکشانی حاکی از آن است که گرد و غبار و گاز ممکن است مقداری نور از سیاهچاله‌ها را مسدود کند. شاید این ادغام بتواند به کشف آنچه کمک کند که باعث می‌شود برخی AGNها “فعال” و “غیرفعال” شوند.

به نظر می‌رسد کهکشان شمالی کهکشان کوتوله‌ای است و AGN را میزبانی نمی‌کند. به نظر‌می رسد یک جریان جزر و مدی این کهکشان شمالی را به هسته جنوبی متصل می‌کند که نشان می‌دهد کهکشان کوتوله احتمالاً قبلاً از طریق ادغام اینچنین شده است. همانطور که کهکشان کوتوله از سیستم خارج می‌شود، قدرت آن ممکن است باعث شود کهکشانهای جنوبی با سرعت بیشتری ادغام شوند.

ویلیامز در بیانیه مطبوعاتی اظهار داشت که امیدوار است بتواند این ادغام سه‌گانه را با تلسکوپ فضایی هابل مشاهده کند تا درک بهتری از سیستم داشته باشد.

سیاه چاله‌ای با یک رژیم غذایی جدی

یک سیاهچاله ابرجرم ممکن است صدها هزار سال تغذیه کند، بنابراین شاهد بودن به مرگ آن فقط ممکن است یک خوش‌شانسی باشد. با این حال، کوهی ایچیکاوا (دانشگاه توهوکو، ژاپن) و تیمش اتفاقاً خیلی خوش‌شانس بودند و در 7 ژوئن در جلسه مجازی انجمن نجوم آمریکا ، کشف سرنوشت‌ساز AGN در حال مرگ را به اشتراک گذاشتند.

ایچیکاوا هنگام مشاهده Arp 187 با آرایه بسیار بزرگ (VLA) در نیومکزیکو و آرایه آتاکاما (ALMA) در شیلی متوجه چیز عجیبی شد. تصاویر رادیویی دو جت را نشان می‌دهد که از هسته بیرون می‌آیند (نشانه‌ای آشکار از یک AGN). با این حال، هسته اصلی آن کاملاً ساکن است.

یک تصویر از Arp 187  که جتهای شفاف را نشان می‌دهد اما فاقد هسته مرکزی است که باید بین جت‌ها باشد.

اعتبار: VLA / ALMA (ESO / NAOJ / NRAO) ، Ichikawa و همکاران

تصاویر با نور مرئی منطقه‌ای از گاز را نشان می‌دهد که به وسعت چندین هزار سال نوری توسط AGN یونیزه شده است که در نگاه اول بدان معنی است که سیاهچاله مرکزی باید به طور فعال تغذیه شده و درخشان باشد. با این حال، مشاهدات اشعه ایکس با آرایه تلسکوپ طیف‌سنجی هسته‌ای (NuSTAR) منطقه‌ای را در فاصله 30 سال نوری از هسته قرار می‌دهد و هیچ شواهدی از فعالیت سیاهچاله‌ها را نشان نمی‌دهد.

این مشاهدات ممکن است متناقض به نظر برسد، اما آنها تاریخچه Arp 187 را بیان می‌کنند. گسترش مناطق یونیزه هزاران سال طول کشید و بنابراین فعالیت AGN هزاران سال پیش را نشان می‌دهد. در مقابل، مشاهدات اشعه ایکس گذشته اخیر AGN را نشان می‌دهد. ایچیکاوا و همکارانش نتیجه گرفتند که این AGN باید اخیراً در طی هزار سال گذشته فعالیت خود را متوقف کند.

اکنون که ایچیکاوا نشان داده است که یک AGN در حال مرگ چگونه به نظر می‌رسد، ستاره‌شناسان می‌دانند که در مشاهدات آینده برای یافتن AGN بیشتر در پایان زندگی به دنبال چه چیزی هستند. کارهای این تیم در Astrophysical Journal و Astrophysical Journal Letters منتشر شده است.

خوشه‌های کهکشانی می‌توانند مانند لنزهای کیهانی عمل کنند، میدانهای گرانشی بسیار زیاد آنها، نور اجسام دوردست را درست پشت سر آنها بزرگ می‌کنند. اکنون، ستاره‌شناسان یکی از این موارد را یافته‌اند که ترازبندی آن حتی از بیشتر موارد خوش‌شانس بوده است.

کهکشان از زمانی که جهان کمتر از یک بیلیون سال عمر داشت، درست در لبه عدسی گرانشی قرار دارد که “قوس طلوع آفتاب” نامیده می‌شود. به دلیل موقعیت کهکشان در پشت خوشه پیش زمینه، این خوشه نور خود را با ضریب 9000 بزرگتر می‌کند و نمای بهتری از این کهکشان را از هر فاصله دیگری در این فاصله ارائه می‌دهد.

کهکشان با خوشه کهکشانی پیش زمینه بزرگ شده است. یک عکس از تلسکوپ فضایی هابل کهکشان دوردستی را نشان می‌دهد که در لبه (خط قرمز) لنز کیهانی است که توسط خوشه پیش زمینه تولید شده است.

ESA / هابل و ناسا / RELICS / B. ولش (دانشگاه جان هاپکینز)

بزرگنمایی به اندازه کافی قوی است که ستاره‌شناسان می‌توانند توده‌های منفرد ستاره‌ساز را با عرض کمتر از 20 سال نوری تشخیص دهند. برای دیدن این توده‌ها، آنها ابتدا باید از مدل‌های رایانه‌ای برای “صاف کردن” کهکشان استفاده کنند که توسط عدسی گرانشی منحرف می‌شود.

این تصویر از نشست مجازی انجمن نجوم آمریکا نشان می‌دهد کهکشان دوردست هر دو توسط عدسی گرانشی بزرگ و منحرف شده است (سمت چپ) و نسخه منحرف نشده‌ای که منجمان از آن الگو گرفته‌اند (راست).

برایان ولچ (دانشگاه جان هاپکینز)

برایان ولچ (دانشگاه جان هاپکینز) که نتایج را در تاریخ 9 ژوئن در نشست مجازی انجمن نجوم آمریکا گزارش کرد، بخشی از گروهی از اخترشناسان است که با تلسکوپ فضایی جیمزوب که به زودی پرتاب می‌شود، این کهکشان را مشاهده می‌کنند. وب اندازه‌های دقیق توده‌ها و همچنین میزان تشکیل و ترکیب ستاره آنها را اندازه‌گیری می‌کند و منظره‌ای از تشکیل ستاره را در کوچکترین مقیاس در بیلیون سال اول جهان ارائه می‌دهد.

 ترجمه: سارا سیدحاتمی

منبع:

FROM STARVING BLACK HOLES TO WARPED GALAXIES

BY: LAUREN SGRO JUNE 15, 2021 

https://skyandtelescope.org/astronomy-news/starving-black-holes-to-warped-galaxies/