گازهای غبارآلود در اطراف سیاهچالۀ مرکزی مسیه 77

مشاهدات با کیفیت آرایه تلسکوپی میلی‌متری بزرگ آتاکاما (آلما) از وجود گازهای غبارآلود و چرخان در اطراف اَبَرسیاهچاله فعال در مرکز کهکشان مارپیچی «مِسیه ۷۷» حکایت دارد.

به گزارش بیگ بنگ، اخترشناسان از مدت‌ها پیش می دانند که هر چقدر کهکشان بزرگتر باشد، سیاهچالۀ مرکزی هم بزرگتر خواهد بود. این مسئله در ابتدا منطقی به نظر می رسد، اما کهکشان‌های میزبان ۱۰ میلیارد برابر بزرگتر از سیاهچاله‌های مرکزی هستند؛ در واقع اگر دو جرم با مقیاس‌های کاملا متفاوتی بخواهند به طور مستقیم بر یکدیگر تاثیر بگذارند، کار خیلی دشواری در پیش دارند. پس چنین رابطه‌ای چگونه به وجود می آید؟ دکتر «ماساتوشی ایمانیشی» از رصدخانه اخترشناسی ملی ژاپن و همکارانش به منظور حل این مسئله مرموز از آرایه تلسکوپی آلما برای مشاهده مرکز کهکشان مسیه ۷۷ استفاده کردند. این کهکشان ۴۷ میلیون سال نوری از زمین فاصله دارد.

ناحیه مرکزی مسیه ۷۷ یک هسته کهکشانی فعال(AGN) است؛ یعنی ماده به شدت به درون اَبَرسیاهچالۀ مرکزی کشیده شده و نور شدیدی هم ساطع می شود. هسته‌های کهکشانی فعال به شدت بر محیط پیرامون خود تاثیر می گذارند و اجرام مهمی برای حل راز تکامل کهکشان‌ها و سیاهچاله‌ها به شمار می روند. دکتر ایمانیشی و همکارانش از ناحیه پیرامون اَبَرسیاهچاله مسیه ۷۷ عکس‌برداری کرده و یک ساختار گازی فشرده با شعاع ۲۰ سال نوری را بررسی کردند. آنان دریافتند که این ساختار فشرده در اطراف سیاهچاله گردش می کند؛ همان‌طور که انتظار می رفت.

دکتر ایمانیشی بیان کرد: «اخترشناسان برای تفسیر ویژگی‌های مشاهداتی متعدد هسته‌های کهکشانی فعال، یک سری ساختارهای دونات مانند از جنس گاز غبارآلود را در اطراف سیاهچاله‌های غول‌پیکر فعال فرض کردند و آن را مدل متحد هسته‌های کهکشانی فعال نامیدند. با این حال، دونات گازی غبارآلود ظاهرا خیلی کوچک است. با قدرت تفکیک بالای تلسکوپ آلما، حالا می توانیم این ساختار را به طور مستقیم مشاهده کنیم.»

این عکس ترکیبی، ناحیه مرکزی کهکشان مارپیچی مسیه ۷۷ را نشان می دهد. تلسکوپ فضایی هابل از توزیع ستارگان عکس گرفته است. اما تلسکوپ آلما توزیع گاز در مرکز کهکشان را به ما نشان می دهد. این تلسکوپ از یک ساختار نعل اسب شکل با شعاع ۷۰۰ سال نوری و یک جزء مرکزی فشرده با شعاع ۲۰ سال نوری عکس گرفته است. این جرم فشرده، قوس گازی در اطراف هسته فعال کهکشانی است. رنگ قرمز نشان دهنده انتشار یون‌های فورمیل و رنگ سبز نشان دهنده انتشار هیدروژن سیانید است.

تیم محققان انتشار ریزموج خاصی را از نوع مولکول‌های هیدروژن سیانید و یون‌های فورمیل مشاهده کردند. این مولکول‌ها، ریزموج‌ها را فقط به صورت گاز چگال منتشر می کنند، اما کربن مونوکسید ریزموج‌ها را تحت شرایط متعددی انتشار می دهد. قوس گازی اطراف هسته کهکشانی فعال بسیار چگال می باشد. دکتر ایمانیشی افزود: «مشاهدات قبلی زاویه انحراف شرق-غرب قوس گازی غبارآلود را تعیین کرده است. ویژگی‌های دینامیکی حاصل از داده‌های آلما دقیقا با جهت چرخش قوس مطابقت دارد.» جالب اینجاست که توزیع گاز در اطراف اَبَرسیاهچاله بسیار پیچیده‌تر از آن چیزی است که یک مدل متحد و ساده نشان می دهد.

به نظر می رسد که چرخش این دونات گازی نه فقط از گرانش سیاهچاله تبعیت می کند بلکه از حرکتی کاملا تصادفی نیز برخوردار است. این حقایق می توانند نشان دهند که هسته کهکشانی فعال تاریخچه‌ای پرتلاطم و خشن داشته است. در هر حال، شناسایی این گاز چرخان گام مهمی برای درک تکامل کهکشان‌ها می باشد. یافته‌های محققان درAstrophysical Journal Letters منتشر شده است.

تانی کال

برگرفته از sci-news

بیگ بنگ