سیاهچالههای «ستاره مرگ» با پرتوهای قدرتمندی به اهداف متعدد شلیک کردند: مراقب آلدران باشید! (ویدئو)
به گزارش مجله نجم
ستاره شناسان شاهد سیاهچاله های عظیمی بوده اند که پرتوهای قدرتمندی از ذرات را به فضا پرتاب می کنند، سپس هدف را تغییر می دهند و به اهداف آسمانی جدید شلیک می کنند.
این محدوده پرتاب کیهانی، که یادآور نابودی سیاره آلدران توسط ستاره مرگ در جنگ ستارگان است، می تواند به دانشمندان کمک کند تا تأثیرات سیاهچاله ها را بر کهکشان های اطراف و فراتر از آن تعیین کنند.
تیم پشت رصد 16 سیاهچاله کلان پرجرم را با استفاده از رصدخانه پرتو ایکس چاندرا ناسا و آرایه خط پایه بسیار طولانی (VLBA)، یک سیستم ده تلسکوپ رادیویی روباتیک که از راه دور از سوکورو، نیومکزیکو کار میکردند، مورد مطالعه قرار دادند. انجام این کار به دانشمندان این امکان را داد تا کشف کنند که جت های سیاه چاله های بزرگ می توانند جهت را تا حدود 90 درجه تغییر دهند.
فرانچسکو اوبرتوسی، رهبر تیم از دانشگاه بولونیا، در بیانیهای گفت: «ما دریافتیم که حدود یک سوم پرتوها اکنون در جهتهای کاملاً متفاوتی نسبت به قبل هستند. این سیاهچالههای ستاره مرگ به دور اهداف جدیدی میچرخند، مانند ایستگاه فضایی خیالی در جنگ ستارگان.»
مربوط: نوسانات فضا-زمان و ستارگان نابود شده به آشکار شدن سرعت چرخش سیاهچاله های کلان جرم کمک می کند
این تیم مسیری را که سیاهچالههای کلان پرجرم به سمت فوارههای ذرات پرانرژی خود نشانه میرفتند، زیر نظر گرفتند، این ذرات با سرعتی نزدیک به سرعت نور هنگامی که به فواصل چندین سال نوری از منابع خود رسیدند، به بیرون پرتاب میشدند. آنها همچنین از داده های اشعه ایکس چاندرا برای بررسی حفره ها یا “حباب ها” در گاز بین ستاره ای استفاده کردند که نشان دهنده جهتی است که جت ها میلیون ها سال پیش شلیک می کردند. مقایسه این دو مجموعه داده به آنها امکان داد تا متوجه شوند که سیاهچاله های کلان جرم چگونه جت های خود را تغییر می دهند.
این جهت گیری مجدد در مقیاس های زمانی از یک میلیون سال تا چند ده میلیون سال صورت می گیرد. این ممکن است بسیار کند به نظر برسد، اما با توجه به مدت زمانی که این غول های کیهانی در اطراف هستند، نسبتا کوتاه است.
گریت شلنبرگر، یکی از اعضای تیم و دانشمند در این باره گفت: «با توجه به اینکه سن این سیاهچالهها احتمالاً بیش از 10 میلیارد سال است، ما فکر میکنیم که تغییر جهت قابل توجهی در طی چند میلیون سال سریع خواهد بود.» مرکز اخترفیزیک هاروارد-اسمیتسونین (CfA). “تغییر جهت پرتوهای یک سیاهچاله غول پیکر در حدود یک میلیون سال مانند تغییر جهت یک کشتی جنگی جدید در چند دقیقه است.”
جریان هایی مانند جریانی که تیم در این تحقیق بر روی آن تمرکز کرده است، زمانی ایجاد می شود که سیاهچاله های کلان پرجرم توسط ابرهای مسطحی از ماده به نام دیسک های برافزایشی احاطه شوند. این کاسه های گاز و غبار به تدریج ماده را وارد سیاهچاله می کنند، اما همه مواد موجود در آنها به این سرنوشت دچار نمی شوند.
میدانهای مغناطیسی قوی در اطراف سیاهچالههای پرجرم، ذرات باردار را به قطبهای سیاهچالهها هدایت میکنند و سرعت آنها را به سرعتی میرسانند که کسر بزرگی از سرعت نور است. این ذرات به صورت جت های دوقلو در جهت مخالف از هر قطب آزاد می شوند.
هنگامی که آنها با گاز داغ در کهکشان اطراف برخورد می کنند، جت ها انرژی را منتقل می کنند که از سرد شدن آن گاز جلوگیری می کند. از آنجایی که ستارگان زمانی ایجاد می شوند که گاز کهکشانی سرد می شود و توده های بسیار متراکمی تشکیل می دهند که تحت گرانش خود فرو می ریزند، این فرآیند می تواند از تشکیل ستاره در مناطق کهکشانی جلوگیری کند. اگر این پرتوها با تغییر جهت کهکشانها را بپیچند، تعداد مناطقی را افزایش میدهند که شکلگیری ستارهها در آنها مختل میشود.
عضو تیم و گفت: «این کهکشانها آنقدر دور هستند که ما نمیتوانیم بدانیم که آیا پرتوهای سیاهچالههای ستارهای در حال مرگ به ستارهها و سیارههایشان آسیب میرسانند یا خیر، اما ما مطمئن هستیم که آنها در وهله اول مانع از تشکیل بسیاری از ستارهها و سیارات میشوند.» محقق CfA Ioan Au. سالیوان گفت.
محققان همچنین این احتمال را در نظر گرفتند که جت های عظیم سیاهچاله با حفره ها همسو نیستند زیرا گاز در خوشه های کهکشانی تقریباً مانند شراب در یک لیوان که به صورت دایره ای می چرخد جریان دارد. این جریان گاز می تواند از برخورد دو کهکشان در این خوشه به وجود بیاید.
با این حال، تیم این ایده را رد کرد، زیرا این ناپدید شدن در خوشههایی مشاهده میشود که در آن جتهای سیاهچالههای ابرپرجرم با حفرهها همسو نیستند، و همچنین در خوشههایی که بین جهت پرتو و این حبابهای گاز عظیم همترازی وجود دارد.
یک سوالی که تیم نتوانست به آن پاسخ دهد این است که چگونه این سیاهچالههای بزرگ میتوانند جتهای خود را در وهله اول تغییر مسیر دهند. سیاهچاله های کلان پرجرم می چرخند و پرتوهای آنها باید با محور چرخش آنها همسو باشد، خطی خیالی که باید به قطب های سیاهچاله نیز برسد.
همانطور که قبلا ذکر شد، ماده ای که سیاهچاله را تغذیه می کند، برای جت ها نیز ماده ای را تامین می کند. یک احتمال این است که وقتی قرص برافزایشی به دور سیاهچاله میچرخد، افتادن ماده روی آن در زوایای مختلف غیر موازی با دیسک میتواند باعث تغییر محور چرخش سیاهچاله شود.
جان ورتلک، یکی از اعضای تیم و دانشمند در این باره می گوید: «این امکان وجود دارد که موادی که به سرعت به سمت سیاهچاله ها با زاویه ای متفاوت برای مدت طولانی سقوط می کنند، محورهای چرخشی آن ها را در جهت متفاوتی بکشد و باعث شود که پرتوها در جهت دیگری قرار گیرند. CfA
تحقیقات این تیم در مجله Astrophysical منتشر شد.