حل معمای حباب های کهکشان راه شیری

به گزارش سیناپرس، هنگامی که تلسکوپ فضایی پرتو گاما وارد مدار پایین زمین شد، چشمان بشریت را به یک جهان کاملاً جدید از تشعشعات پرانرژی باز کرد. یکی از جالب‌ترین اکتشافات این تلسکوپ حباب‌های فرمی بود.

این حباب ‌های غول‌ پیکر متقارن که در بالا و پایین صفحه کهکشانی امتداد می ‌یابند، در فاصله ۲۵۰۰۰ سال نوری در هر طرف از مرکز کهکشان راه شیری، وجود داشته و در نور پرتو گاما می ‌درخشند.

تلسکوپ پرتو ایکس به نام eROSITA شگفتی دیگری پیدا کرد که شامل حباب ‌های بزرگ‌تری که بیش از ۴۵۰۰۰ سال نوری در هر طرف صفحه کهکشانی گسترش یافته ‌اند، بود که پرتوهای ایکس پرانرژی کمتری ساطع می‌ کنند.

پیشتر دانشمندان به این نتیجه رسیده بودند که هر دو مجموعه حباب احتمالاً نتیجه نوعی فوران از مرکز کهکشان و سیاهچاله عظیم در آن هستند. با این حال، مکانیسم تولید تابش اشعه گاما و ایکس کمی دشوارتر بود. اما اکنون یوتاکا فوجیتا (Yutaka Fujita) فیزیکدان دانشگاه متروپولیتن توکیو با استفاده از شبیه‌ سازی‌ها، توضیحی واحد ارائه کرده است که هر دو مجموعه حباب‌ها را در یک لحظه توضیح می ‌دهد.

فوجیتا دریافته است که تابش اشعه ایکس محصول یک باد قدرتمند و سریع است که به فضای بین ستاره ‌ای پر از گاز برخورد کرده و موج ضربه ‌ای ایجاد می‌ کند که در پلاسما بازتاب کرده و باعث درخشش پرانرژی آن می ‌شود.

سیاهچاله بسیار پرجرم Sagittarius A در  قلب راه شیری بسیار آرام است. فعالیت آن به صورت حداقل است و عملا بدون فعالیت طبقه بندی می شود هرچند همیشه اینطور نبوده است. به گفته محققان، وقتی مواد به سمت سیاهچاله پیش می رود، گرم شده و با نور شعله‌ور می‌ شود. برخی از مواد در امتداد خطوط میدان مغناطیسی خارج از سیاهچاله حرکت می کند که به عنوان یک سنکروترون عمل کرده و ذرات را به سرعت نور شتاب می دهند. این جت ها به عنوان جت های قدرتمند پلاسمای یونیزه شده از قطب های سیاهچاله پرتاب شده و تا میلیون ها سال نوری به فضا پرتاب می شوند.

علاوه بر این، بادهای کیهانی نیز وجود دارد که جریان‌ هایی از ذرات باردار هستند که توسط موادی که به دور سیاه‌چاله می ‌چرخند، جمع شده و سپس در فضا منفجر می ‌شوند.

اگرچه ممکن است سیاهچاله کهکشان راه شیری اکنون ساکت باشد، اما لزوماً همیشه اینطور نبوده است.به گزارش سیناپرس، اگر به دقت به آن نگاه شود، آثار فعالیت های گذشته مانند حباب های فرمی را می توان در فضای اطراف صفحه کهکشانی یافت. با مطالعه این آثار می توان متوجه شد که این فعالیت چه زمانی و چگونه انجام شده است.

فوجیتا مشاهدات تلسکوپ ها از ساختارهای پرتو ایکس مرتبط با حباب ها را بررسی کرده و شبیه سازی های عددی را انجام داد تا آنها را بر اساس فرآیندهای تغذیه سیاه چاله بازتولید کند.

او در این باره می گوید: شبیه سازی ما نشان می ‌دهد که ترکیبی از چگالی، دما و پروفایل‌ های شوک گاز پرتو ایکس می ‌تواند برای تشخیص مکانیسم‌ های تزریق انرژی استفاده شود.

وی افزود: با مقایسه نتایج شبیه‌ سازی‌ های عددی با مشاهدات، درمی یابیم که حباب‌ها توسط یک باد سریع از مرکز کهکشانی ایجاد شده ‌اند، زیرا یک شوک معکوس قوی ایجاد کرده و اوج دمای مشاهده‌ شده را در آنجا بازتولید می‌ کند.

فوجیتا دریافت که محتمل ترین سناریو، باد سیاهچاله ای است که با سرعت هزار کیلومتر در ثانیه از یک رویداد گذشته می وزد. با انتشار باد به سمت بیرون، ذرات باردار با محیط بین ستاره ای برخورد کرده و موج ضربه ای تولید می کنند که به شکل حباب باز می گردد. به گزارش سیناپرس،این امواج ضربه ای معکوس، مواد داخل حباب ها را گرم کرده و باعث درخشش آن می شود.

فوجیتا در پایان می گوید: بنابراین، باد احتمالا همان جریان هسته های فعال کهکشانی است که اغلب در کهکشان های دیگر مشاهده شده و تصور می شود که رشد کهکشان ها و سیاهچاله های مرکزی را تنظیم می کند.

شرح کامل این مطالعات در آخرین شماره مجله تخصصی Royal Astronomical Society منتشر شده است.

مترجم: ندا جوادهراتی

No tags for this post.