دانشمندان ناسا یک فسیل کهکشانی را کشف کردند

دانشمندان ناسا با کشف یک نوع جدید از فعالیت پرتو ایکس ادعا کرده‌اند که به یک فسیل کهکشانی دست یافته‌اند.

پژوهشگران «مرکز پرواز فضایی گادرد» ناسا، نوعی از فعالیت پرتو ایکس را کشف کرده‌اند که تکامل کهکشان‌ها را آشکار می‌سازد.

«کیمبرلی ویور»(Kimberly Weaver) اخترفیزیک‌دان مرکز پرواز فضایی گادرد و سرپرست این پژوهش گفت: بحث‌های مداومی در جامعه علمی پیرامون چگونگی تکامل کهکشان‌ها وجود دارد. ما سیاه‌چاله‌های کلان‌جرم را تقریبا در مرکز همه کهکشان‌هایی که به اندازه راه شیری هستند، می‌یابیم و این پرسش ایجاد می‌شود که تأثیر سیاه‌چاله‌های کلان‌جرم در مقایسه با تأثیر ناشی از تشکیل ستاره چقدر است. مطالعه کردن کهکشان‌های نزدیک مانند ان‌جی‌سی ۴۹۴۵ که در یک دوره گذار می‌بینیم، به ما کمک می‌کند تا مدل‌های بهتری را از چگونگی ایجاد تغییرات کهکشانی توسط ستاره‌ها و سیاه‌چاله‌ها بسازیم.

ان‌جی‌سی ۴۹۴۵ یک کهکشان فعال در فاصله ۱۳ میلیون سال نوری از زمین در صورت فلکی «قنطورس»(Centaurus) است. این پژوهش به لطف داده‌های جمع‌آوری‌شده توسط ماهواره «ایکس‌ام‌ام-نیوتون»(XMM-Newton) و با کمک «رصدخانه پرتو ایکس چاندرا»(Chandra X-ray Observatory) امکان‌پذیر شد.

یک کهکشان فعال، مرکزی دارد که به طور غیر معمول روشن و متغیر است و توسط یک سیاه‌چاله کلان‌جرم تغذیه می‌شود که قرص کهکشانی اطراف گاز و غبار را از طریق نیروهای گرانشی و اصطکاک گرم می‌کند. سیاه‌چاله به آرامی مواد اطراف خود را مصرف می‌کند و نوسانات تصادفی را در نور ساطع‌شده از قرص کهکشانی پدید می‌آورد. سیاه‌چاله و قرص کهکشانی ان‌جی‌سی ۴۹۴۵  مانند بیشتر کهکشان‌های فعال، توسط ابر غبار متراکمی پوشیده شده است که بخشی از آن نور را مسدود می‌کند.

هسته‌ کهکشان‌های فعال می‌تواند فوران‌هایی از ذرات پرسرعت را به حرکت دربیاورد و بادهای قوی حاوی گاز و غبار را ایجاد کند.

همچنین، ان‌جی‌سی ۴۹۴۵ یک کهکشان ستاره‌فشان است؛ به این معنی که ستاره‌ها را با سرعتی بسیار بالاتر از کهکشان ما تشکیل می‌دهد. دانشمندان تخمین می‌زنند که این کهکشان هر سال جرمی را معادل ۱۸ ستاره مانند خورشید ما تولید می‌کند. تقریبا همه فرآیند تشکیل ستاره در مرکز کهکشان متمرکز شده است. یک رویداد تشکیل ستاره بین ۱۰ تا ۱۰۰ میلیون سال طول می‌کشد و تنها زمانی پایان می‌گیرد که مواد خام برای ساخت ستاره‌های جدید تمام شود.

ویور و گروهش با ماهواره ایکس‌ام‌ام-نیوتون، ان‌جی‌سی ۴۹۴۵ را بررسی کردند. آنها در داده‌های خود چیزی را دیدند که دانشمندان آن را خط «K-alpha» می‌نامند. این ویژگی زمانی اتفاق می‌افتد که نور پرانرژی پرتو ایکس ساطع‌شده از قرص سیاه‌چاله، با گاز سرد در جای دیگری برخورد می‌کند. دمای این گاز حدود منفی ۲۰۰ درجه سلسیوس است. خط K-alpha در کهکشان‌های فعال رایج است اما تا پیش از این مشاهدات، دانشمندان فکر می‌کردند که در مقیاس‌های بسیار نزدیک به سیاه‌چاله رخ می‌دهد.

«جنا کان»(Jenna Cann) از پژوهشگران این پروژه گفت: رصدخانه پرتو ایکس چاندرا، خط K-alpha را در کهکشان‌های دیگر ترسیم کرده است. در این مورد، چاندرا به ما کمک کرد تا منابع پرتو ایکس درخشان را در ابر مطالعه کنیم و منشاهای بالقوه دیگر به جز سیاه‌چاله را کنار بگذاریم اما خط ان‌جی‌سی ۴۹۴۵ آن قدر از مرکز آن امتداد دارد که ما به میدان دید وسیع ماهواره ایکس‌ام‌ام-نیوتون نیاز داشتیم تا همه آن را ببینیم.

از آنجا که ان‌جی‌سی ۴۹۴۵ از دید ما تقریبا به لبه کج شده است، ماهواره ایکس‌ام‌ام-نیوتون توانست وسعت خط K-alpha را در امتداد و بالای صفحه کهکشان ترسیم کند و آن را به ترتیب تا فاصله ۳۲ هزار و ۱۶ هزار سال نوری به تصویر بکشد. این فاصله دورتر از خطوط مشاهده‌شده پیشین است.

گروه پژوهشی معتقدند که گاز سرد برجسته‌شده توسط این خط، یادگاری از یک فوران ذره‌ای است که حدود پنج میلیون سال پیش از سیاه‌چاله مرکزی کهکشان فوران کرد. این فوران احتمالا به‌ جای تمایل به فضا، به سمت کهکشان متمایل شده است و باد فوق‌العاده‌ای را به حرکت در می‌آورد که همچنان گاز سرد را در کهکشان می‌راند. حتی این فوران ممکن است به تشکیل شدن ستاره‌های کنونی ختم شده باشد.

ویور و همکارانش به رصد ان‌جی‌سی ۴۹۴۵ ادامه خواهند داد تا ببینند آیا می‌توانند راه‌های دیگری را کشف کنند که سیاه‌چاله از طریق آنها بر تکامل کهکشان تأثیر می‌گذارد. همان پرتو ایکس ساطع‌شده از قرص کهکشانی که در حال حاضر گاز سرد را برجسته کرده، ممکن است از بین بردن آن را آغاز کند. از آنجا که ستاره‌ها به آن گاز برای تشکیل شدن نیاز دارند، دانشمندان ممکن است بفهمند که چگونه فعالیت در اطراف سیاه‌چاله یک کهکشان می‌تواند حالت ستاره‌زایی آن را غیر فعال کند.

«ادموند هاجز کلاک»(Edmund Hodges-Kluck) اخترفیزیک‌دان مرکز پرواز فضایی گادرد و از پژوهشگران این پروژه گفت: شواهدی وجود دارند که نشان می‌دهند سیاه‌چاله‌ها در برخی کهکشان‌ها، نقش مهمی را در تعیین تاریخ تشکیل شدن ستاره و سرنوشت آنها دارند.

ما بسیاری از کهکشان‌های مشابه ان‌جی‌سی ۴۹۴۵ را مطالعه می‌کنیم زیرا اگرچه فیزیک تقریبا در همه سیاه‌چاله‌ها یکسان است اما تأثیر آنها بر کهکشان‌ها بسیار تفاوت دارد. ماهواره ایکس‌ام‌ام-نیوتون به ما کمک کرد تا یک فسیل کهکشانی را کشف کنیم که نمی‌دانستیم باید به دنبال آن باشیم. این احتمالا اولین مورد از یک گروه بزرگ فسیل‌های کهکشانی است.

ویور نتایج پژوهش را به نمایندگی از گروه خود در دویست و چهل و سومین نشست «انجمن نجوم آمریکا» در نیواورلئان ارائه کرد. مقاله این پژوهش اکنون برای انتشار در «The Astrophysical Journal» در دست بررسی است.

منبع: ایسنا