تجزیه و تحلیل ژرف ترین تصویر تلسکوپ فضایی هابل از کیهان نشان داده است که سیاه چاله های غول پیکر که در مرکز کهکشان ها یافت می شوند، از ابتدا با این اندازه متولد نشده و به دنبال ترکیب کهکشان ها با یکدیگر، رشد کرده و به این اندازه رسیده اند.
راجیر ویندهورست، از دانشگاه ایالتی آریزونا و عضو یکی از دو گروه انجام دهنده این تحقیق، می گوید؛ «با بررسی کهکشان های دوردست در «تصویر فرا ژرف هابل» (HUDF)، نخستین مدارک در مورد ارتباط بین رشد سیاه چاله های بسیار پرجرم و ترکیب کهکشان ها به دست آمده است. سیاه چاله ها از طریق جذب و بلعیدن ستارگان، غبار و گاز رشد می کنند.
هنگامی که دو کهکشان با یکدیگر ترکیب می شوند این نوع اجرام بیشتر در دسترس سیاه چاله های مرکزی قرار می گیرند. دو تیم تحقیق کننده روی این موضوع نتایج کار خود را در کنفرانس خبری در دهم ژانویه که در دویست وهفتمین جلسه انجمن نجوم آمریکا در شهر واشنگتن برگزار شد، اعلام کردند.
سیاه چاله جسمی بسیار پرجرم است که به دلیل جرم بالای خود و چگالی بسیار زیاد آن تمایل به بلعیدن تمام اجرام موجود در اطراف خود را دارد. بر اساس یک نظریه، در مرکز کهکشان ها ابرسیاه چاله هایی وجود دارند که باعث می شوند تا کهکشان به شکل منسجم در بیاید و به دور سیاه چاله بچرخد. بررسی های جدید نشان می دهند که این ابرسیاه چاله ها بر اثر ترکیب دو کهکشان و بلعیدن مقدار بیشتری ماده، بزرگ تر می شوند و رشد می کنند. به این عمل «تغذیه سیاه چاله» می گویند.
مطالعات انجام شده در «تصویر فراژرف هابل»،پیش بینی های شبیه سازی های کامپیوتری را تایید می کند. در این مدل ها، کهکشان های تازه ترکیب شده آنقدر از غبار پوشیده شده اند که منجمان جذب و بلعیده شدن جرم های بسیار بزرگ توسط سیاه چاله مرکزی را نمی بینند. پس از وقوع این ترکیب های کهکشانی، صدها میلیون تا یک میلیارد سال طول می کشد تا غبار ایجاد شده در اطراف کهکشان ترکیبی پاک شود و منجمان تغذیه سیاه چاله مرکزی توسط ستارگان و گازها را مشاهده کنند. یکی از علائم وقوع این تغذیه، تغییر روشنایی این کهکشان ها در طول زمان است.
دو تیم «تصویر فرا ژرف هابل» معتقدند که در تحول کهکشان ها دو بخش کاملا جدا وجود دارد؛ بخش اول یا مرحله نوزادی که نمایانگر کهکشان هایی است که تازه به هم پیوسته اند و غبار موجود در اطراف آنها مانع از دیده شدن سیاه چاله مرکزی می شود و بخش دوم مرحله تغییرات نوری است که در آن کهکشان ترکیبی آنقدر از غبار پاک شده است که مواد در حال بلعیده شدن در اطراف سیاه چاله اصلی قابل رویت هستند.
«ویندهورست» توضیح می دهد؛ «تفاوت واضح بین این دو بخش بسیار تعجب آور است چون معمولا عقیده بر این است که ترکیب کهکشان ها و فعالیت سیاه چاله های مرکزی ارتباط نزدیکی با یکدیگر دارند. در اطراف کهکشان ما اکثرا کهکشان های بالغ موجودند که برای درک چگونگی شکل گیری آنها، باید جوانی و نوزادی آنها را بررسی کرد. ما به وسیله «تصویر فرا ژرف هابل» تصاویری از کهکشان های اولیه به دست می آوریم که به ما کمک می کند تا کهکشان های جوان را بررسی کنیم».
ارتباط بین رشد کهکشان ها در جریان ترکیب آنها و تغذیه سیاه چاله های مرکزی مدت ها مورد بررسی بوده است، اما نتایج، سال ها بی فایده بوده اند. «ست کوهن» از دانشگاه آریزونا و سرپرست یکی از دو تیم می گوید؛ «زمینه ژرف هابل اطلاعاتی با کیفیت بالا فراهم کرده و این نخستین اطلاعاتی است که به وسیله آن، این نظریه آزمایش شده است. ما در این پژوهش روی ۵۰۰۰ کهکشان دوردست در مدت ۴ ماه مطالعه کرده ایم».
شواهد تصویر فرا ژرف هابل توجه منجمان را به ارتباط بین رشد سیاه چاله های غول آسا و رشد کهکشان ها جلب کرده است. تیمی به سرپرستی «آمبرا استرا» از دانشگاه ایالتی آریزونا، تصویر فرا ژرف هابل را برای یافتن کهکشان های نوزاد جست وجو کردند. این دسته از کهکشان ها به خاطر وجود گره ها و دم هایی که بر اثر ترکیب کهکشان ها ایجاد شده است به این نام معروف اند.
این قسمت ها (گره و دم) هنگامی پدیدار می شوند که کهکشان ها اثر گرانشی خود بر ستارگان را از دست داده و تعدادی از آنها را در فضا رها می کنند. این تیم در حدود ۱۶۵ کهکشان نوزاد یافت که ۶ درصد کل تعداد این کهکشان ها را تشکیل می دهد. «استران» می گوید؛ «این کهکشان های نوزاد هیچ گونه تغییر در روشنایی از خود نشان نمی دادند. هنگامی که تغییرات روشنایی پدیدار شود، نور از موادی که در اطراف سیاه چاله موجودند تابش می شود.
این مواد قبل از بلعیده شدن گرم شده و شروع به تابش می کنند. هرچه این مواد به سیاه چاله نزدیک تر می شوند، روشنایی آنها به سرعت تغییر می کند. این مطالعه روی کهکشان های نوزاد بیان می کند که سیاه چاله ها در کهکشان های ترکیبی از غبار پوشیده شده اند و در نتیجه مشاهده ماده بلعیده شده برای ما غیر ممکن است.»
تیم «کوهن» در مورد روشنایی ۴۶۰۰ جرم در تصویر فرا ژرف هابل مطالعه کرده اند. این تیم در مورد ۴۵ جرم که یک درصد کهکشان های کم نور مطالعه شده را تشکیل می دهند، تغییرات قابل ملاحظه ای در روشنایی را ثبت کردند. این واقعیت نشان می دهد که کهکشان ها احتمالا شامل سیاه چاله های بسیار پرجرمی هستند که از ستارگان و گازها تغذیه می کنند.
«ویندهورست» می گوید؛ «مدت تغذیه یک سیاه چاله معمولی در حدود چند میلیون سال است. این همانند آن است که این سیاه چاله ۱۵ دقیقه در روز را به تغذیه و بلعیدن اجرام نزدیک خود اختصاص دهد». تجزیه و تحلیل زمینه ژرف هابل نیز مطالعات قبلی تلسکوپ فضایی هابل روی سیاه چاله های غول پیکر در مرکز کهکشان های نزدیک را تقویت می کند.
این مطالعات نشان داده بودند که ارتباط نزدیکی بین جرم حباب مرکزی و جرم سیاه چاله مرکزی در کهکشان ها برقرار است. کهکشان ها از سیاه چاله های مرکزی با جرمی در حدود چند میلیون تا چند میلیارد جرم خورشید تشکیل شده اند.
0 نظر:
ارسال یک نظر