جنایت در اعماق کیهان

شبیه سازی رایانه ای از پاره پاره شدن ستاره ای توسط یک ابر سیاهچاله – Image credit: NASA/JPL-Caltech/JHU/UCSC 

سیاهچاله های یکی از مرموز ترین و توجه برانگیز ترین موجودات ساکن کیهان هستند. نام سیاهچاله های ابر پر جرم، تصویری از قدرت گرانشی ویارنگر آنها را در ذهن زنده می کند که فرجامی مرگبار برای هر ستاره ای که به دامش بیفتد رقم می زند. اینک گروهی از ستاره شناسان مدرکی مستقیم از این رفتار ویرانگر یک سیاهچاله ابر پرجرم به دست آورده اند.  آنها این برا توانسته اند قربانی این ستاره کشی سیاهچاله ها را نیز شناسایی کنند. ابزار دست این کارآگاهان اعماق کیهان، تلسکوپی فضایی به نام کاوشگر تحول کهکشان ها (Galaxy Evolution Explorer) و تلسکوپ Pan-STARS1 بوده است.

سیاهچاله های ابر پر جرم جرمی بین میلیونها تا چند میلیارد برابر جرم خورشید ما داشته  و در مرکز بسیاری از کهکشان ها می توان آنها را پیدا کرد. این هیولاهای غول پیکر، به طور عمومی ساکت و آرام هستند تا زمانی که قربانی خود – نظیر یک ستاره – را در دام خود ببینند. گرانش بالای این موجودات باعث از هم گسیختگی و دریده شدن این قربانی نگون بخت می شود.

اخترشناسان پیش از این نیز چنین قتل های کیهانی را ثبت کرده بودند اما برای اولین بار موفق شده اند تا یکی از قربانیان این سیاهچاله ها را نیز شناسایی کنند. گروهی از محققان به سرپرستی سووی گزاری (Suvi Gezari) با استفاده از تلسکوپ های فضایی و زمینی موفق شدند تا ستاره ای مملو از هلیوم را که به دام این سیاهچاله ها افتاده است را شناسایی کنند. این سیاهچاله ابر پرجرم در فاصله ۷/۲ میلیون سال نوری از ما قرار دارد.

سپرست این تیم تحقیق درباره این یافته خود که گزارش آن در نیچر منتشر شده است می گوید: «زمانی که یک ستاره تحت تاثیر گرانش یک ابر سیاهچاله از هم گسیخته می شود، بخشی از بقایای گازی آن به درون سیاهچاله سقوط می کنند و بخش های دیگر با سرعت زیاد سعی می کنند تا از دام آن فرار کنند.ما رد این مورد توانستیم جت هایی که ناشی از سقوط مواد به درون سیاهچاله بود و همچنین اثر طیفی گازهای درحال فرار را که عمدتا هلیوم بودند، ثبت کنیم. این کار مثل جمع کردن مدارک جرم از صحنه یک جنایت است که باید بر مبنای بقایای موجود ماهیت جنایت را آشکار کرد. در این مورد با توجه به اینکه طیف ثبت شده نشان از آن داشت که عمده مواد باقی مانده را هلیوم تشکیل می دهد، به این نتیجه رسیدیم که ستاره قربانی ستاره ای با هسته بزرگ هلیومی بوده است. »

این مشاهدات می تواند دیدگاه دانشمندان درباره محیط غیر آرام اطراف یک سیاهچاله و ستاره هایی که به دام آنها می افتدند را بهبود بخشد.

NASA/JPL-Caltech/JHU/UCSC

این محققان معتقدند لایه های هیدروژنی اطراف هسته این ستاره مدت ها قبل و تحت تاثیر همین سیاهچاله از آن جدا شده اند. این ستاره احتمالا در آخرین مراحل تحول خود قرار داشته و پس از آنکه بخش عمده ای از سوخت هیدروژنی خود را سوزانده وارد مرجله غول سرخی شده و از نظر ابعاد انبساط پیدا کرده است.

اخترشناسان گمان می کنند ستاره  قربانی در مداری به شدت بیضی شکل در اطراف مرکز سیاهچاله به گردش در می آیند. مداری که قابل مقایسه با مدار برخی از دنباله دارها در اطراف خورشید ما است. زمانی که ستاره به یکی از حضیض های خود نزدیک می شود تحت تاثیر گرانش سیاهچاله بخش عمده ای از جو خود را از دست می دهد. بقایای ستاره به گردش خود در اطراف سیاهچاله ادامه می دهد تا در نهایت با نزدیک شدن بیشتر به سیاهچاله به سرنوشت نهایی خود که بلعیده شدن توسط سیاهچاله است دچار شوند.

ستاره شناسان معتقدند همین داستان در مرکز کهکشان خود ما، راه شیری،  نیز درحال رخ دادن است. البته چنین برخورد نزدیکی میان چنین ستاره ای و کهکشان مرکزی راه شیری پدیده ای نادر است که با تناوبی در حد هر ۱۰۰ هزار سال یک بار رخ می دهد. برای اینکه این تیم تحقیقاتی بتواند نمونه های از چنین رویدادی را پیدا کنند، چاره ای نداشتند جز آنکه صدها هزار کهکشان را در نور ماورا بنفش زیر نظر بگیرند. آنها این کار با کمک کاوشگر تحول کهکشانی انجام دادند و همینطور با استفاده از Pan-STARS1  آنها را در نور مریی زیر نظر گرفتند. این تلسکوپ برای زیر نظر گرفتن هر رویداد گذرا و نا پایدار در آسمان نظیر ابرنواخترها به کار گرفته می شود.

آنها در این تحقیق به دنبال درخش های ماورا بنفش در مرکز کهکشان هایی می گشتند که پیشتر از وجود ابر سیاهچاله هایی در مراکز آنها اطلاع داشتند. هر دو تلسکوپ در ژوئن سال ۲۰۱۰ چنین منظره ای را ثبت کردندو منجمان از آن پس این منطقه را زیر نظر گرفتند. یک ماه بعد این درخشش به اوج خود رسید و سپس به آرامی و در طول ۱۲ ماه بعد کاهش یافت و ناپدید شد. چنین پدیده ای شبیه به انفجار ابرنواختری بود اما رسیدن به اوج درخشش با روندی بسیار آرام تر از ابرنواخترها رخ داد و تقریبا یک ماه و نیم به طول کشید.

به گفتی یکی از اعضا تیم در موسسه علوم تلسکوپ فضایی در بالتیمور، هرچقدر این رویداد بیشتر به طول می انجامید هیجان تیم نیز بیشتر می شد چرا که آنها مطمئن می شدند با پدیده رایجی مانند انفجار ابرنواختری مواجه نیستند و احتمال اینکه این اتفاق در اثر پاره پاره شدن یک ستاره توسط سیاهچاله ای ابرپرجرم باشد بیشتر می شد.

محاسبه های بعدی نشان داد سیاهچاله متهم در این داستان جنایی کیهانی، جرمی معادل چند میلیون برابر جرم خورشید دارد و از این نظر قابل مقایسه با سیاهچاله مرکزی راه شیری است. برای اطمینان بیشتر محققان تلسکوپ فضایی چاندرا به کمک آمد و بررسی های آن نشان داد که بقایای مورد مشاهده با هیچ یک از امکانات قبلی نظیر هسته های فعال کهکشانی مطابق نیست و بدین ترتیب محققان اطمینان کافی را پیدا کردند تا نتایج خود مبنی بر مشاهده و شناسایی ستاره ای که در حال سقوط به مرکز یک هکشان ابر پرجرم است را اعلام کنند.

تلسکوپ Pan-STARS

نام این پروژه مخفف عبارت Panoramic Survey Telescope and Rapid Response System است. این پروژه ای آرایه ای از تلسکوپ ها و ابزارهای نور سنجی تشکیل شده است که به طور پیوسته آسمان را یر نظر داشته و داده ها دریافتی خود را با دریافت های قبلی خود مقایسه می کند تا با تشخیص تفاوت میان آنها اجرامی که با درخش های سریع و تغییرات ناگهانی نور در آسمان ظاهر می شوند را شناسایی کند. اجرامی مانند ستاره های متغیر، ابرنواخترها، دنباله دارها و سیارک ها از جمله اجرامی هستند که دانشمندان امیدوارند با کمک این پروژه آنها را شناسایی کنند. هدف اصلی طراحی این پروژه بررسی و زیر نظر گرفتن اجرام نزدیک زمین بود که ممکن است در مسیر برخورد با سیاره ما قرار گرفته و خطری برای ما به شما ر روند. انتظار می رود این پروژه در نهایت بانک اطلاعاتی کاملی از سه چهارم آسمان که از محل آن در هاوایی قابل رصد است را تهیه کند و اجرامی که درخششی تا قدر ظاهری ۲۴ دارند را مورد بررسی قرار دهد.

نخستین عضو این پروژه به نام Pan-STARS1 در سال ۲۰۰۸ کار خود را در هاوایی آغاز کرده است. برای اطلاعات بیشتر در باره این طرح می توانید به وب سایت آن در نشانی http://pan-starrs.ifa.hawaii.edu/public مراجعه کنید.

Galaxy Evolution Explorer

این رصدخانه فضایی که به احتصار گلکس (GALEX) نیز نامیده می شود در سال ۲۰۰۳ به مدار زمین فرستاده شد. این تلسکوپ در مداری به ارتفاع حدود ۷۰۰ کیلومتری سطح زمین قرار دارد . با تلسکوپ نیم متری خود به رصد طول موج های رده طیف فرابنفش (۱۳۵ تا ۲۸۰ نانومتر) می پردازد. هدف اصلی آ نجمع آوری اطلاعاتی بود که دانشمندان را قادر به بررسی تحول و تکامل کهکشان ها و عالم کند. ماموریت اصلی این تلسکوپ ۲۹ ماه بود اما چندین بار تمدید شد. در سال ۲۰۱۱ ناسا بودجه این پروژه را که در کل هزینه ای معادل ۱۵۰ میلیون دلار برای این سازمان دربرداشت، قطع کرد. در حال حاضر موسسه فناوری کالیفرنیا (کلتک) در حال مذاکره برای در اختیار گرفتن کنترل و حق استفاده از ادوات زمینی هدایت این تلسکوپ فضایی است. برای اطلاعات بیشتر می توانید به وب سایت این پروژه در نشانی http://www.galex.caltech.edu مراجعه کنید.

ترجمه و بازنویسی بر مبنای این منبع

دیدگاه

  1. سلام ودرود برشما
    بسیار عالیست.از زحماتتون صمیمانه تشکر می کنم.جنایت در اعماق کیهان؛جذب کنده بود:)البته جذاب هم بود_خوب مطالب شما همیشه اینگونه بوده حال چه به صورت نوشتاری,چه گفتاری….

دیدگاهتان را بنویسید

*

این سایت از اکیسمت برای کاهش هرزنامه استفاده می کند. بیاموزید که چگونه اطلاعات دیدگاه های شما پردازش می‌شوند.