ساختارهای رادیویی مرموز درخشان ترین اختروش کیهان یک باور اشتباه قدیمی را از بین بردند

بررسی ساختارهای رادیویی عجیبی که به درخشان ترین اختروش کیهان مربوط بودند، خط بطلانی بر یک باور اشتباه قدیمی کشید. در ادامه به ساختارهای رادیویی مرموز این کوازار می‌پردازیم.

اخیرا مقاله‌ای در مجله Astronomical Journal منتشر شده که به بررسی ساختارهای رادیویی مرموز درخشان ترین اختروش کیهان پرداخته است. این مقاله نه تنها توانسته به برخی از پرسش‌های دانشمندان در رابطه با کوازارها پاسخ دهد، بلکه غلط بودن یک باور قدیمی را نیز اثبات کرده است.

نگاهی به ساختارهای رادیویی درخشان ترین اختروش کیهان

در سال ۱۹۵۹ دانشمندان در حال بررسی منابع امواج رادیویی کیهانی بودند که به سیاه چاله کلام جرم 3C 273 برخوردند. این سیاه چاله یک اختروش یا کوازار (تلفظ صحیح کویزار) را در اطراف خود شکل داده بود. نور ساطع شده از این پدیده کیهانی آنقدر زیاد است که ممکن است آنها را با ستاره اشتباه بگیرید. به همین خاطر اختروش (به معنی همانند ستاره) نامیده می‌شوند.

سیاه چاله‌ها به خودی خود نوری ساطع نمی‌کنند؛ اما سیاه چاله‌های کلان جرم توسط حجم بسیار زیادی از گاز که قرص برافزایشی نام دارد، احاطه شده‌اند. وقتی گاز با سرعتی نزدیک به سرعت نور به درون سیاه چاله کشیده می‌شود، اصطکاک باعث گرم شدن دیسک (قرص) و تابش امواج رادیویی می‌شود.

اختروش 3C 273 اولین کوازار کشف شده توسط انسان است که البته به عنوان درخشان ترین اختروش کیهان نیز شناخته می‌شود. این اختروش در فاصله ۲.۴ میلیارد سال نوری از زمین قرار دارد و روشنایی آن نیز ۴ ترلیون برابر روشنایی خورشید است.

در طول دهه‌های گذشته دانشمندان به شکل گسترده‌ای به مطالعه این هسته مشتعل پرداخته‌اند؛ اما به خاطر روشنایی بسیار زیاد اختروش، هرگز امکان بررسی کهکشان میزبان آن میسر نبوده است. همین روشنایی بالا نیز سبب شده بود که دانشمندان نتوانند اطلاعاتی درباره تاثیر کوازارها بر کهکشان‌های میزبانشان به دست آورند.

اما حالا نتایج یک پژوهش جدید می‌تواند شرایط را تغییر دهد. در این پژوهش تیمی از کارشناسان تلسکوپ رادیویی آلما (آرایه میلی‌متری بزرگ آتاکاما) در شیلی را طوری کالیبره کردند که بتواند درخشش حاصل از اختروش 3C 273 را از نور ساطع شده توسط کهکشان میزبانش تفکیک کند. آنها در نهایت با دو موج رادیویی از کهکشان کوازار مواجه شدند که در آنها دو ساختار رادیویی بزرگ و مرموز دیده میشد. پیشتر هرگز چنین ساختارهایی رؤیت نشده بودند.

یکی از این ساختارها به نظر یک لکه از نور رادیویی به نظر می‌رسد که کل کهکشان را در بر گرفته و سپس برای ده‌ها هزار سال نوری به سمت جنوب غرب کشیده شده است. این مه رادیویی با ساختار دوم که یک فواره انرژی غول‌پیکر است، همپوشانی دارد. فواره انرژی که با نام فواره قطبی نیز شناخته می‌شود، تا ده‌ها سال نوری کشیده شده است.

دانشمندان مطمئن نیستد که چرا و چگونه فواره‌های قطبی شکل می‌گیرند؛ اما می‌دادند که این فواره‌ها معمولا در اطراف اختروش‌ ها و دیگر سیاه‌ چاله‌های کلان جرم دیده می‌شوند و احتمالا به خاطر تعامل بین سیاه چاله و قرص برافزایشی آن ایجاد می‌شوند. فواره درخشان ترین اختروش کیهان نیز همانند سایر فواره‌ها از مواد یونیزه شده (دارای بار الکتریکی) تشکیل شده است و با سرعتی نزدیک به سرعت نور حرکت می‌کند.

تابش فواره‌ها ممکن است با توجه به فرکانس رادیویی مورد استفاده برای مشاهده آنها، روشن‌تر یا تاریک‌تر به نظر برسند؛ اما فارغ از فرکانس استفاده شده، روشنایی ساختارهای رادیویی اطراف کهکشان 3C 273 یکنواخت بود. به همین خاطر پژوهشگران بر این باورند که این ساختارهای رادیویی توسط دو پدیده جدا و غیر مرتبط شکل گرفته‌اند.

پس از بررسی چندین نظریه، تیم مربوطه نتیجه گرفت که مه رادیویی بزرگی که در اطراف کهکشان دیده می‌شود از گاز هیدوژن یونیزه شده توسط درخشان ترین اختروش کیهان می‌آید. این اولین بار است که دانشمندان موفق می‌شوند گاز یونیزه‌ شده‌ای که ده‌ها هزار سال نوری در اطراف یک سیاه چاله کلان جرم کشیده شده است را مشاهده کنند.

مهم‌تر از همه این پژوهش توانست یک باور قدیمی در اخترشناسی را رد کند. دانشمندان پیشتر گمان می‌کردند که ممکن است یک اختروش با یونیزه کردن مقدار زیادی از گاز کهکشان میزبان جلوی شکل‌گیری ستاره‌های جدید را بگیرد. برای بررسی این باور، پژوهشگران جرم تخمیمی گاز این کهکشان را با سایر کهکشان‌های هم نوع و اندازه مقایسه کردند.

آنها در نهایت متوجه شدند که اگرچه درخشان ترین اختروش کیهان میزان دیوانه‌کننده‌ای از گاز کهکشان را یونیزه کرده است و عملا سبب شده که دیگر برای ساختن ستاره‌های جدید کارایی نداشته باشند، اما این اتفاق تاثیر محسوسی در شکل‌گیری ستاره‌های جدید در کهکشان نداشته است. بدین ترتیب می‌توان نتیجه گرفت که کهکشان‌های جوان می‌توانند با وجود کوازارهای بزرگ در مرکز خود همچنان به حیات ادامه دهند.

Shinya Komugi، نویسنده اصلی مقاله و استادیار دانشگاه Kogakuin در توکیو در این رابطه گفت:

این کشف راه جدیدی را برای بررسی مشکلاتی که پیشتر در رصد با نور اپتیکال داشتیم، عرضه می‌کند. انتظار داریم بتوانیم با استفاده از همین تکنیک برای دیگر اختروش ها، به درک خوبی از چگونگی تکامل یک کهکشان در نتیجه تعامل با هسته مرکزی برسیم.