سیستم حلقه ای دوتایی شگفت انگیز، قدرتمندترین حلقه رادیویی عجیب کشف‌شده تاکنون است

سیستم حلقه ای دوتایی شگفت انگیز، قدرتمندترین حلقه رادیویی عجیب کشف‌شده تاکنون است (RAD@home Astronomy Collaboratory (India)/CC BY 4.0)

ستاره‌شناسان یک سیستم حلقه ای دوتایی شگفت انگیز در اعماق کیهان کشف کرده‌اند (قدرتمندترین و دورترین حلقه رادیویی عجیب (ORC) تا به امروز). این کشف می‌تواند به معنای واقعی کلمه، فرآیندهایی را روشن کند که می‌توانند این ساختارهای مرموز را ایجاد کنند.

در نوری که ۷.۷ میلیارد سال سفر کرده تا به ما برسد، همکاری بین دانشمندان شهروند و ستاره‌شناسان حرفه‌ای، یک ORC به نام J131346.9+500320 را شناسایی کرده است که نه از یک، بلکه از دو حلقه متقاطع از نور رادیویی درخشان تشکیل شده است – قوی‌ترین حلقه‌ای که تاکنون در یکی از این اجرام دیده شده است.

هر حلقه تقریباً ۹۷۸۰۰۰ سال نوری قطر دارد و در هاله‌ای کم‌نور به عرض حدود ۲.۶ میلیون سال نوری پیچیده شده است.

به گفته تیمی به رهبری ستاره‌شناس آناندا هوتا از دانشگاه بمبئی و بنیانگذار پروژه علمی شهروندی RAD@home، به نظر می‌رسد منبع این ساختار دوتایی که در میان تعداد کم ORCهای کشف‌شده تا به امروز نادر است، بادهای قدرتمند یا شوک‌های غول‌پیکری باشد که از ابرسیاه‌چاله پرجرم در مرکز کهکشان بین آنها می‌وزند.

هوتا می‌گوید: “این کار نشان می‌دهد که چگونه ستاره‌شناسان حرفه‌ای و دانشمندان شهروند می‌توانند با هم مرزهای اکتشاف علمی را جابجا کنند. ORCها از عجیب‌ترین و زیباترین ساختارهای کیهانی هستند که تا به حال دیده‌ایم و ممکن است سرنخ‌های حیاتی در مورد چگونگی تکامل مشترک کهکشان‌ها و سیاه‌چاله‌ها داشته باشند.”

همانطور که از نامشان پیداست، ORCها منابع عجیب و غریب و تقریباً دایره‌ای شکل از انتشار امواج رادیویی (و فقط امواج رادیویی) هستند که در اعماق فضای بین کهکشانی دیده می‌شوند. کاملاً مشخص نیست چه چیزی باعث آنها می‌شود، اما شواهد فزاینده‌ای نشان می‌دهد که مقصران، بزرگترین دردسرسازان فضا هستند: ابرسیاهچاله‌های پرجرم.

در سراسر کیهان، این کهکشان‌های کیهانی وحشتناک مسئول انواع ساختارهای رادیویی پرجرم، از لوب‌های غول‌پیکر گرفته تا جت‌های اخترفیزیکی حتی غول‌پیکرتر، هستند. غیرمنطقی نیست که ORCها را به ابرسیاهچاله‌های پرجرم نیز نسبت دهیم، به خصوص وقتی که به نظر می‌رسد بسیاری از ORCها با کهکشان‌هایی مرتبط هستند که همه آنها میزبان یک سیاهچاله ابرپرجرم در مرکز خود هستند.

ابرسیاهچاله‌های پرجرم رفتارهای عجیبی از خود نشان می‌دهند. وقتی آنها تغذیه می‌کنند، فعالیت آنها می‌تواند منجر به جت‌های پرجرمی از پلاسما شود که از قطب‌های سیاهچاله به فضا پرتاب می‌شوند. علاوه بر این، آنها می‌توانند بادهای عظیمی را به بیرون پرتاب کنند.

همچنین شواهدی وجود دارد که نشان می‌دهد یکی از مسیرهای رشد ابرسیاه‌چاله‌های پرجرم، برخورد با دیگر ابرسیاه‌چاله‌های پرجرم در طول ادغام‌های کهکشانی است، رویدادهایی که احتمالاً امواج شوک بسیار عظیمی ایجاد می‌کنند.

تا به امروز، تنها دو مورد از ده‌ها ORC شناخته شده دارای دو حلقه هستند. دانشمندان فکر می‌کنند این می‌تواند به این معنی باشد که ما مستقیماً به دو جریان خروجی نگاه می‌کنیم که در جهت مخالف از یک جسم منفجر می‌شوند، دقیقاً مانند جت‌های دوقلویی که از سیاه‌چاله‌های فعال خارج می‌شوند. با این حال، ما می‌دانیم که جت‌ها چه شکلی هستند و ORC نیستند.

J131346.9+500320  سرنخ‌هایی ارائه می‌دهد که منجر به حداقل یک مکانیسم تشکیل می‌شود: ابربادهای کهکشانی. لوب‌ها و جت‌ها در نهایت گسترش می‌یابند، محو می‌شوند و با گذشت زمان از بین می‌روند.

محققان در مقاله خود می‌نویسند: «یک شوک در مقیاس بزرگ ناشی از ادغام کهکشان-کهکشان یا سیاه‌چاله، یا یک ابرباد قدرتمند، می‌تواند یک لوب رادیویی خفته را فشرده و ذرات آن را دوباره شتاب دهد تا به صورت حلقه‌ها یا پوسته‌های شکسته قابل مشاهده باشند.

 با این حال، اگر یک ابرباد سیاه‌چاله‌ای دوقطبی پس از رسیدن لوب‌های رادیویی به مرحله‌ی یادگاری، شروع به فعالیت کند، ساختار حاصل می‌تواند یک حلقه رادیویی دوقلو باشد که به اندازه‌های قابل توجهی رشد می‌کند، همانطور که در J131346.9+500320 دیده می‌شود.

نور این جسم همچنین نشان می‌دهد که توسط تابش سینکروترون قدیمی و در حال محو شدن تولید شده است. هر چه که باعث شده این اتفاق مدت‌ها پیش رخ دهد و ORC که امروز می‌بینیم، یک یادگار قدیمی و فسیلی از فعالیت سیاه‌چاله‌های گذشته است که درخشش آن توسط بادها یا شوک‌های تازه و قدرتمند احیا می‌شود.

محققان دو جسم دیگر را در همان مقاله توصیف می‌کنند: RAD J122622.6+640622 یک کهکشان رادیویی با یک جت خمیده که در انتها یک دایره رادیویی بزرگ دارد؛ و RAD J142004.0+621715، یک کهکشان رادیویی با یک دایره رادیویی مشابه در انتهای یک جت. روی هم رفته، این سه جرم به شدت سیاه‌چاله‌ها را در ایجاد ORCها دخیل می‌دانند.

پراتیک دابهاده، اخترفیزیکدان از مرکز ملی تحقیقات هسته‌ای در لهستان، می‌گوید: «این اکتشافات نشان می‌دهد که ORCها و حلقه‌های رادیویی، پدیده‌های نادر و عجیبی نیستند. آنها بخشی از یک خانواده وسیع‌تر از ساختارهای پلاسمایی عجیب و غریب هستند که توسط جت‌ها، بادها و محیط‌های سیاه‌چاله‌ای شکل گرفته‌اند».

این واقعیت که شهروند دانشمندان آنها را کشف کرده‌اند، اهمیت مداوم تشخیص الگو توسط انسان، حتی در عصر یادگیری ماشینی را برجسته می‌کند.

ترجمه: سارا سیدحاتمی

منبع:

Stunning Double Ring System Is The Most Powerful Odd Radio Circle Found So Far

By Michelle Starr

https://www.sciencealert.com/stunning-double-ring-system-is-the-most-powerful-odd-radio-circle-found-so-far