ستاره‌شناسان «منبع» اسرارآمیز یک نور بین کهکشانی فوق‌العاده قدرتمند را مشخص می‌کنند!!

جیمز وب (راست) نوری را نشان می‌دهد که برای هابل (چپ) نامرئی است. (هانای اینامی/دانشگاه هیروشیما)

یک نور مادون قرمز درخشان که از دو کهکشان در حال ادغام می‌سوزد، به تازگی از مخفیگاه خارج شده است.

با استفاده از جیمزوب، اخترشناسان مکان دقیق نور را در پشت دیوار ضخیم غباری مشخص کرده اند که آن را در طول‌موج‌های دیگر پنهان می‌کند. هر چیزی که نور را تولید می کند هنوز ناشناخته است، اما جستجوی مکان آن کمک می‌کند تا بفهمیم چه چیزی است و چگونه بسیار بیشتر از حد انتظار می درخشد.

هانای اینامی، اخترفیزیکدان از مرکز علوم اخترفیزیک هیروشیما در ژاپن، می‌گوید: «تلسکوپ فضایی جیمز وب به لطف داشتن بالاترین وضوح فضایی و حساسیت در اشعه مادون قرمز، نماهای کاملاً جدیدی از کیهان برای ما به ارمغان آورده است.

ما می‌خواستیم منبع را پیدا کنیم که این سیستم کهکشانی در حال ادغام را تامین می‌کند. می‌دانستیم که این منبع عمیقاً توسط غبار کیهانی پنهان شده است، بنابراین نمی‌توانیم از نور مرئی یا فرابنفش برای یافتن آن استفاده کنیم. فقط در مادون قرمز میانی، مشاهده شده با تلسکوپ فضایی جیمز وب، آیا ما اکنون می‌بینیم که این منبع از هر چیز دیگری در این کهکشان‌های در حال ادغام بهتر است؟

اگرچه جهان عمدتاً فضای خالی است، ادغام بین کهکشان‌ها غیر معمول نیست. کهکشانهای پرجرم با کشش غیرقابل گرانش به هم کشیده می‌شوند و با هم ترکیب می‌شوند و کهکشانهای بزرگتری را تشکیل می‌دهند.

این حتی چیزی دور از دسترس نیست که فقط برای سایر کهکشان‌ها در جاهای دیگر اتفاق می‌افتد: کهکشان راه شیری خود یک هیولای کیهانی فرانکشتاین است که تا حدی از تمام کهکشان‌های دیگری تشکیل شده است که در طول بیلیونها سال زندگی خود در آن قرار گرفته است.

نمونه‌های زیادی از ادغام کهکشانی در مراحل مختلف در جهان گسترده‌تر کشف شده است، اما این فرآیند کندی است که می‌تواند میلیون‌ها تا بیلیونها سال طول بکشد.

دانشمندان باید از نمونه‌هایی که ما داریم استفاده کنند و خط زمانی اطراف آنها را بازسازی کنند، مانند یک فریم از یک فیلم، و تنها نمونه‌های دیگر تنها فریمهایی از فیلمهای مشابه، اما متفاوت هستند. این کار پر زحمت است، اما یکی از بهترین ابزارهایی است که ما برای درک ادغام کهکشانها داریم.

ما همچنین از نور ساطع شده از این ادغامها می‌دانیم که آنها بسیار پر جنب و جوش هستند. اگرچه کهکشان‌ها عمدتاً فضایی هستند، ستاره‌ها می‌توانند با یکدیگر برخورد کنند یا از نظر گرانشی برهم کنش داشته باشند و مدار یکدیگر را مختل کنند.

ابرهای گاز ستاره‌ساز بین ستاره‌ها نیز می‌توانند به یکدیگر برخورد کنند و شوک‌هایی ایجاد کنند که می‌تواند باعث ایجاد امواج خشمگین ستاره‌زایی شود که به عنوان انفجار ستاره‌ای شناخته می‌شود و به صورت نور فروسرخ که از ابرهای غبار می‌درخشد، قابل مشاهده است.

این همان چیزی است که دانشمندان انتظار داشتند وقتی تلسکوپ فضایی اسپیتزر مادون قرمز را به یک ادغام کهکشانی در فاصله 500 میلیون سال نوری از ما به نام IIZw096 در سال 2010 تبدیل کردند، ببینند.

در عوض، آنها نور فروسرخ درخشانی را در میانه برخورد در حال تابش یافتند. متأسفانه، اسپیتزر رزولوشن کافی برای یافتن محل دقیق منبع نور ارائه نمی‌کرد و این راز باید کنار گذاشته می‌شد.

دلیلش این است که طول موج‌های طولانی‌تر نور فروسرخ مانند طول‌موج‌های کوتاه‌تر از گرد و غبار پراکنده نمی‌شود و اسپیتزر در زمان خود در صدر خط بود، بنابراین هیچ تلسکوپ دیگری امیدی به نزدیک‌تر شدن نداشت. سپس جیمز وب آمد و اینامی و همکارانش برای بررسی دقیق‌تر رفتند.

درخشش در داده‌های جیمزوب بسیار دقیقتر از اسپیتزر است. (هانای اینامی/دانشگاه هیروشیما)

آنها دریافتند که این منبع حدود 70 درصد از نور مادون قرمز میانی ساطع شده از کهکشان‌های ادغام شده را تشکیل می دهد. علاوه بر این، اگرچه دو کهکشان با هم در حدود 65000 سال نوری وسعت دارند، منبع مادون قرمز حداکثر شعاع 570 سال نوری دارد که نشان می‌دهد که منبع انتشار بسیار فشرده است.

ما می‌دانیم که مواد اطراف یک سیاهچاله فعال نور زیادی از خود ساطع می‌کنند و سیاهچاله‌های پرجرم در مرکز کهکشانها وقتی در مرکز ادغام به هم می‌رسند می‌توانند ادغام شوند. اما مکان نور عجیب و غریب است.

اینامی می‌گوید: “ما می خواهیم بدانیم که این منبع چه قدرت‌هایی دارد: آیا این یک ستاره فورانی است یا یک سیاهچاله پرجرم؟”

ما از طیف‌های فروسرخ گرفته‌شده با تلسکوپ فضایی جیمز وب برای بررسی این موضوع استفاده خواهیم کرد. همچنین غیرعادی است که «موتور» در خارج از بخش‌های اصلی کهکشان‌های در حال ادغام قرار داشته باشد، بنابراین بررسی خواهیم کرد که چگونه این منبع قدرتمند به آنجا ختم شده است.»

12 منبع نور با فعالیت ستاره‌افشان سازگار است. (اینامی و همکاران، ApJL، 2023)

محققان همچنین 12 منبع کوچکتر از نور مادون قرمز میانی را در داده‌های وب شناسایی کردند که در اطراف «موتور» درخشان قرار گرفته‌اند. برخی از آن توده‌های کوچک‌تر قبلاً در داده‌های مادون قرمز نزدیک از هابل دیده شده بودند، اما پنج تای آن‌ها جدید بودند.

آنها کمتر اسرارآمیز هستند – نمایه نوری متناسب با فعالیت ستارگان است – اما نشان می‌دهند که چیزی پرانرژی در نقطه‌ای در جریان است که دو کهکشان به هم می‌رسند.

محققان امیدوارند تجزیه و تحلیل آینده منجر به شناسایی منبع نور درخشان مرموز شود. در همین حال، آنها در حال برنامه‌ریزی مشاهدات بیشتری برای کمک به شناسایی گرد و غبار و گاز در داخل و اطراف این برخورد عجیب و غریب هستند.

ترجمه: سارا سیدحاتمی

منبع:

Astronomers Pinpoint The Mysterious ‘Engine’ of a Super-Powerful Intergalactic Light

ByMICHELLE STARR07 February 2023

https://www.sciencealert.com/astronomers-pinpoint-the-mysterious-engine-of-a-super-powerful-intergalactic-light