ابرسیاه‌چاله‌ها قاتل کهکشان‌های میزبان خود!
اخترشناسان می‌گویند سیاهچالههای اَبَرپُرجرم با استفاده از فواره‌های پلاسما به عنوان آلت قتاله، کهکشان‌های میزبان خود را می‌کُشند. حال پرسش شگفت‌انگیز این است که چگونه چیزی به این کوچکی می‌تواند از نظر انرژی بر چیزی به آن بزرگی تأثیر بگذارد؟
دانشمندان کشف کرده‌اند که چگونه فواره‌ها یا جت‌های پرتاب شده توسط ابرسیاه‌چاله‌ها می‌توانند تعیین کنند که کهکشان‌های میزبان آنها چگونه «می‌میرند». این پژوهش به این پرسش دیرینه پاسخ می‌دهد که چرا کهکشان‌ها ستاره‌های بیشتری ندارند.
به هر حال، کهکشان‌های بزرگ از جمله کهکشان راه شیری، توسط پیله‌های عظیمی از گاز و غبار به نام محیط پیرامون کهکشانی احاطه شده‌اند و این ماده به عنوان بلوک‌های سازنده خام برای ستارگان عمل می‌کند. این گاز در طول مراحل شدید تشکیل ستاره به درون کهکشان‌ها حرکت می‌کند و این فرآیند را تغذیه می‌کند، اما در نهایت چیزی مانع از خنک شدن، تجمع و تولد ستاره‌ها توسط این ماده یا حرکت به داخل کهکشان‌ها می‌شود و عملاً آنها را می‌کُشد.
این پژوهش نشان می‌دهد که هنگام تغذیه سیاهچالههای ابرپرجرم، فواره‌های پلاسما از اطراف آنها فوران می‌کنند، این فواره‌ها به فراتر از مرکز کهکشان‌هایی که این غول‌های کیهانی در آن ساکن هستند و فراتر از محدوده بیرونی آنها می‌رسد و در نتیجه گاز اطراف کهکشان‌ها را مختل می‌کند. این امر تأثیر عمده‌ای بر چگونگی تشکیل ستاره‌ها در کهکشان‌ها و در نتیجه رشد و تکامل آنها دارد.
سانچاییتا بورتاکور(Sanchayeeta Borthakur)، یکی از رهبران این تیم مطالعاتی از دانشگاه ایالتی آریزونا در بیانیه‌ای گفت: این یک نتیجه پیشگامانه است که راز دیرینه چگونگی تأثیر سیاه‌چاله‌ها بر کهکشان‌ها، ستارگان آنها و حیاتی که ما می‌شناسیم را حل می‌کند. این کار مسیر جدیدی را برای بررسی بیشتر پیچیدگی‌های ارتباط بین سیاهچالههای ابرپرجرم که تریلیون‌ها کیلومتر از جایی که هستیم، فاصله دارند و چگونگی به وجود آمدن ما در اینجا می‌گشاید.
سیاه‌چاله‌ها شاید نسبتاً کوچک باشند، اما قدرت زیادی دارند
سیاهچالههای ابرپرجرم را نمی‌توان دقیقاً «کوچک» نامید، زیرا جرمی میلیون‌ها یا میلیاردها برابر خورشید را در عرضی تقریباً به اندازه منظومه شمسی جای می‌دهند، اما در مقایسه با کهکشان‌ها که می‌توانند میزبان ۱۰۰ میلیارد منظومه ستاره‌ای با اندازه مشابه باشند، حتی این غول‌های کیهانی نیز از نظر اندازه نسبتاً کوچک هستند.
اگرچه سیاهچالههای تغذیه‌کننده می‌توانند مقادیر زیادی انرژی را از طریق فواره‌ها و تابش به محیط کیهانی خود بازگردانند، اما تأثیری که دارند هنوز تا حدودی گیج‌کننده است.
نامراتا روی(Namrata Roy) از موسسه تحقیقاتی رامان می‌گوید: پرسش شگفت‌انگیز این است که چگونه چیزی به این کوچکی می‌تواند از نظر انرژی بر چیزی به آن بزرگی تأثیر بگذارد؟
روی و بورتاکور تحقیقات خود را بر روی سیاهچالههای تغذیه‌کننده یا فعال متمرکز کردند و از مشاهدات صدها کهکشان با فواره‌های فعال که توسط بررسی ابزار طیف‌سنجی انرژی تاریک(DESI) و اندازه‌گیری‌های فواره‌های رادیویی از LoTSS جمع‌آوری شده بود، استفاده کردند.
آنها نقاطی را یافتند که در آنها گاز یونیزه شده به روشنی در امتداد فواره‌هایشان می‌درخشد. این نشان می‌دهد که پلاسما به توده‌های گاز اطراف برخورد کرده و از آنها عبور می‌کند و به آن انرژی می‌دهد.
این نشان می‌دهد که فواره‌های سیاهچاله به طور یکنواخت بر گاز اطراف کهکشان‌ها تأثیر نمی‌گذارند، بلکه در نقاط ترجیحی قرار دارند. بیشترین تأثیر در نزدیکی لبه‌های بیرونی کهکشان‌ها، جایی که فواره‌های پلاسما ابتدا به محیط پیرامون کهکشانی برخورد می‌کنند و در لبه بیرونی خود محیط پیرامون کهکشانی مشاهده شد. این منطقه اخیر جایی است که فواره‌ها بیشترین انرژی را آزاد می‌کنند.
یافته‌های این تیم، ردپای روشنی از تأثیر فواره‌های سیاهچاله در مختل کردن مواد بالقوه تشکیل ستاره حتی تا محیط پیرامون کهکشانی را نشان می‌دهد. این موضوع در درک چگونگی توقف ستاره‌زایی و مرگ کهکشان‌ها نقشی کلیدی دارد.
روی گفت: آنچه بیش از همه مرا به هیجان می‌آورد، مقیاس این ارتباط است. یک سیاهچاله در مقایسه با کهکشان، فوق‌العاده کوچک است، اما تأثیر آن می‌تواند تا صدها هزار سال نوری، یعنی تا اعماقِ نواحی بیرونی کهکشان گسترش یابد. این فواره، انرژی را به بیرون منتقل می‌کند و گاز در مسیر حرکت آن می‌درخشد.
این یافته‌ها همچنین روش جدیدی را در اختیار دانشمندان قرار می‌دهند تا تأثیر فواره‌های سیاهچاله‌ای بر کهکشان‌ها را بررسی کنند.
پژوهش این گروه در Astrophysical Journal Letters منتشر شده است.
نظر شما