فضا و نجوم

هسته‌های کهکشانی فعال در محاصره حلقه‌های گرد و غبار

نوشته شده توسط مینو خوشرنگ‌باف

محققان با استفاده از رصدخانه هوایی سوفیا توانستند تابش‌های فروسرخ چنبره‌های اطراف سیاه‌چاله‌های اَبَرجرم مرکز کهکشان‌ها را ثبت کنند.
این سیاه‌چاله‌ها که به هسته‌های کهکشانی فعال معروف‌اند، با بلعیدن مواد اطراف، از خود انرژی ساطع می-کنند. رصدهای اخیر نشان داده است که چنبره‌های اطراف هسته‌های کهکشانی فعال متراکم‌تر از چیزی است که دانشمندان قبلا تصور می‌کردند.
اکثر کهکشان‌های بزرگ در مرکزشان یک سیاه‌چاله ابرجرم دارند. بسیاری از این سیاه‌چاله‌ها نسبتا ساکت و غیرفعال هستند، مانند همانی که در مرکز کهکشان راه‌شیری ما قرار دارد.
برخی دیگر هم مدام مقدار قابل توجهی از موادی را که از اطراف در آنها سراریز می‌شود می‌بلعند، که نتیجه این کار نشر مقدار عظیمی انرژی است. این سیاه ‌چاله‌های فعال «هسته‌های کهکشانی فعال» خوانده می‌شوند.
مطالعات اخیر اشاره می‌کنند که تمام هسته‌های کهکشانی فعال عمدتا ساختار مشترکی دارند. همه آنها ساختار گردوغباری تیوب شکلی (donut-shaped) در اطراف‌شان دارند، که با عنوان «چنبره (torus)» شناخته می‌شود.
این چنبره دورتادور سیاه‌چاله ابرجرم را احاطه می‌کند. (چنبره شکلی سه‌بعدی است که از چرخاندن یک دایره در فضایی سه‌بعدی به‌وجود می‌آید. شبیه به تیوب تایر اتومبیل).

 gslaxy

تصویری هنرمندانه از حلقه گردوغباری که فرایندهای پرانرژی سیاه‌چاله ابرجرم یک هسته کهکشانی فعال را می‌پوشاند. عکس از:  NASA/SOFIA/Lynette Cook

گروهی از محققان دانشگاه تگزاس با رصدهای انجام شده از رصدخانه استراتوسفری اخترشناسی فروسرخ ناسا، موسوم به «سوفیا» (SOFIA) دریافتند گردوغباری که این سیاه‌چاله‌های فعال خوش اشتها را احاطه کرده است، متراکم‌تر از چیزی است که قبلا تصور می‌شد.
این تیم در تحقیقات خود از ابزاری به نام دوربین فروسرخ اجرام کم فروغ ملقب به «FORCAST» استفاده کرد. این ابزار توانست انتشار فروسرخی اطراف ۱۱ سیاه‌چاله ابرجرم در هسته‌های کهکشانی فعال را که در فاصله حدود ۱۰۰ میلیون سال نوری و بیشتر قرار داشتند رصد کند. بدین ترتیب محققان موفق شدند بزرگی، کدری و توزیع گردوغبار چنبره ها را محاسبه کنند.
در مقاله منتشر شده در اطلاعیه‌های ماهانه انجمن سلطنتی اخترشناسی دانشمندان این پروژه گزارش دادند که چنبره‌ها ۳۰ درصد کوچک‌تر از محاسبات قبلی هستند.
همچنین طول‌موج فروسرخی که نشر می‌کنند طولانی‌تر از مقداری بود که قبلا تخمین زده شده بود. این یافته‌ها بر این دلالت دارد که گردوغبار پوشاننده سیاه‌چاله مرکزی، متراکم‌تر از چیزی است که قبلا تصور می‌شد.
آنها اشاره کردند که هسته‌های کهکشانی فعال بخش اعظم انرژی خود را در طول‌موج‌هایی تابش می‌کنند که به دلیل جذب توسط بخار آب اتمسفر زمین، روی زمین قابل رصد نیست. سوفیا در ارتفاعی به رصد مشغول است که تقریبا ۹۹ درصد بخار آب موجود در جو زمین در ناحیه زیرین محدوده پروازی آن است.
به همین دلیل گروه تحقیقاتی توانست ویژگی‌های ساختار گردوغبار چنبره شکل در طول‌موج‌های فروسرخ ‌دور را مشخص کند.
لیندسی فولر  دانشجوی کارشناسی‌ارشد دانشگاه تگزاس در سن آنتونیو و نویسنده مقاله گفت: «با استفاده از سوفیا ما قادر بودیم بسیاری از جزئیات فضایی قابل مشاهده در این طول‌موج‌ها را به دست آوریم. به این طریق ما توانستیم خصوصیات جدیدی از گرد و غبار چنبره‌های هسته‌های کهکشانی فعال را کشف کنیم.»

SOFIA_with_open_telescope_doors

سوفیا رصدخانه‌ای هوایی است که برای رصد آسمان در طیف ۱ تا ۶۵۵ میکرومتر طراحی شده و روی یک فروند هواپیمای بوئینگ ۷۴۷ نصب می‌شود.

دانشمندان در رصدهای آتی این موضوع را بررسی می‌کنند که آیا تمامی تابش‌های مشاهده شده از چنبره‌ها سرچشمه می‌گیرد یا اجزاء دیگری هم هستند که به تابش هسته‌های کهکشانی فعال می‌افزاید؟
انریکه لوپز رودریگز محقق اصلی این پروژه و دانشمند انجمن تحقیقات فضایی دانشگاه‌ها در مرکز علوم سوفیا، گفت: «هدف بعدی ما استفاده از سوفیا برای رصد یک نمونه بزرگ‌تر از هسته‌های کهکشانی فعال در طول موج‌های بلندتر خواهد بود. این کار به ما اجازه می‌دهد تا ساختار فیزیکی گردوغبار اطراف هسته‌های کهکشانی فعال را بهتر بررسی کنیم.»

درباره نویسنده

مینو خوشرنگ‌باف

دیدگاه شما چیست