سیاهچاله ها چگونه فرآیند تشکیل ستارگان را کنترل می‌کنند؟ نتایج مطالعه‌ای جدید

فرآیند تشکیل ستارگان

دانشمندانی که در خصوص حوزه سیاهچاله‌ها مطالعه می‌کنند، این روز‌ها حسابی مشغول هستند. اکنون مقاله‌ای جدید که در اولین روز سال جدید در مجله نیچر به چاپ رسید، مدارکی جدید ارائه می‌کند که از کنترل فرآیند مرموز تشکیل ستارگان در کهکشان‌ها توسط سیاهچاله‌های کلان جرم حکایت می‌کنند.

در اواخر سال گذشته، محققان اعلام کردند که باد‌هایی قدرتمند که از سیاهچاله‌های کلان‌جرم منشاء می‌گیرند، در شکل‌دهی به تمام کهکشان دخیل هستند. و اکنون نتایج مطالعات جدید از کنترل سیاه چاله در شکل دادن به ستارگان حکایت می‌کند.

تقریبا در مرکز هر کهکشانی یک سیاهچاله کلان‌جرم وجود دارد که بیش از یک میلیون بار از خورشید پرجرم‌تر است، اما چیز زیادی در مورد آنها نمی‌دانیم. ما همچنین کاملا نمی‌دانیم که چرا کهکشان‌های جوان از ستارگانی به سرعت در حال تشکیل مملو هستند و چه چیز در نهایت همراه با تکامل کهشکان منجر به توقف این فرآیند می‌شوند.

دانشمندان برای دهه‌ها گمان می‌کردند که انرژی که از سیاهچاله‌های کلان‌جرم خارج می شود به نحوی این فرآیند را متوقف می‌کنند. اما اکنون محققان دانشگاه کالیفرنیا در شهر سانتا کروز این ایالت، برای نخسین بار شواهد مستقیمی به دست آورده‌اند که آنچه به واقع در تشکیل ستارگان اتفاق می‌افتد را روایت می‌کند.

کهکشان Centaurus A
یک سیاهچاله قدرتمند و کلان‌جرم در هسته فعال واقع در مرکز کهکشان Centaurus A در این تصویر که با ادغام داده‌های حاصل از چندین تلکسکوپ با طول موج بلند به دست آمده، قابل مشاهده است. (اعتبار: ESO/WF)

این تیم مطالعاتی همچنین نشان داده‌اند که جرم سیاه‌چاله در کهکشان مدنظر، زمان توقف فرآیند تشکیل ستاره های کهکشان را مشخص می‌کند. به عبارت دیگر، سیاهچاله‌های کلان‌جرم علاوه بر دخالت در شکل کهکشان‌ها، در تعداد ستارگانی که آنها خواهند داشت نیز تاثیر گذار هستند.

جین بردی (Jean Brodie)، پروفسور نجوم و اخترفیزیک دانشگاه کالیفرنیا و یکی از نویسندگان این مقاله، می‌گوید:

این اولین شاهد عینی مستقیمی است. جایی که ما می توانیم تاثیرات سیاهچاله‌ها را در تاریخ تشکیل ستارگان کهکشان‌ها مشاهده کنیم.

تیم تحقیقاتی این موضوع را با مطالعه کهکشان‌هایی متوجه شدند که جرم سیاهچاله‌های مرکز آنها در مطالعات پیشین، بر پایه فعالیت اجرام اطراف آنها در فضا، مشخص شده بود. سپس آنها در راستای تعیین تاریخ تشکیل ستاره‌های کهکشان‌ها، طیف آنها را تجزیه و تحلیل کردند. (به این معنا که چه مقدار نور از آنها منتشر می‌شوند) خواه این ستارگان هنوز فعال باشند یا چرخه زندگی آنها به پایان رسیده باشد.

وقتی آنها زمان توقف تشکیل ستاره‌های یک کهکشان را با جرم سیاهچاله مرکزی آنها مقایسه کردند به تفاوت‌های قابل توجه‌ای رسیدند.


بیشتر بخوانید: سیاهچاله چیست؟ تعاریف، نظریات و حقایق


این تفاوت‌ها را نمی‌توان با سایر جزئیات کهکشان‌ها نظیر اندازه، شکل و جنبش درونی آنها توضیح داد. مارتین ناوارو (Martín-Navarro) محقق پست‌داک دانشگاه کالیفرنیا و نویسنده اصلی این مقاله، می‌گوید:

 درمقایسه کهکشان‌هایی که مجموع جرم ستارگان‌ آنها یکسان است، ولی در جرم سیاهچاله مرکزی با یکدیگر تفاوت دارند، در کهکشان‌های دارای سیاهچاله‌های بزرگ‌تر نسبت به موارد کوچک‌تر، ستارگان سریع‌تر و زودتر به پایان عمرشان می‌رسیدند. بنابراین طول عمر ستارگان در کهکشان‌هایی که سیاهچاله مرکزی آنها کوچک‌تر است، بیشتر است.

این موضوع بدان معناست که جرم سیاهچاله‌ها به طور مستقیم بر زمان به پایان رسیدن چرخه تشکیل ستاره در کهکشان موثر است. ولی هنوز کار به پایان نرسیده است. تا کنون مکانیزمی که جرم سیاهچاله‌ها را با خاموش‌شدن ستارگان کهکشان‌ها مرتبط می سازد، مشخص نشده است.

یک ایده این است که این مکانیزم به کمک هسته فعال کهکشان انجام می‌شود که در اطراف سیاهچاله بوجود می‌آید. هسته‌های فعال کهکشان دیسک‌هایی از غبار در اطراف سیاهچاله هستند که با مصرف ماده توسط سیاهچاله، مقدار بسیار بالایی انرژی منتشر می‌کنند.

یک مقاله که در ماه دسامبر منتشر شد، نشان می‌دهد که بر اساس مد‌ل‌های تکامل کهکشان‌ها، باد‌های سرد کوازار‌ها که از هسته فعال کهکشان منشاء می‌گیرند، گاز‌های ملکولی که سرانجام منجر به تشکیل ستارگان می‌شوند را شکل می‌دهند. اینگونه به نظر میرسد که این بادها سرانجام با تخلیه‌ گاز باعث غیرفعال شدن فرآیند تشکیل ستارگان می‌شود. اما این دیدگاه تنها یکی از فرضیات موجود است.

آرون راموناسکی (Aaron Romanowsky)،‌از موسسه اخترفیزیک دانشگاه کالیفرنیا و یکی از نویسندگان این مقاله، اضافه می‌کند:

راه‌های مختلفی وجود دارد که بواسطه آن یک سیاهچاله می‌تواند انرژی یک کهکشان‌ را خارج کند و نظریه پردازان ایده‌های متنوعی در مورد چگونگی غیرفعال فعال شدن فرآیند تشکیل ستارگان دارند. اما هنوز کارهای زیادی باید انجام شود تا این ایده‌ها و مشاهدات به یک مدل جامع تبدیل شوند.

تیم تحقیاتی این مطالعه خود را در مجله Nature به چاپ رسانده است. (لینک مقاله)

بیشتر بخوانید:

.

منبع: ScienceAlert


ارسال نظر

داغ‌ترین‌ها
قبلی بعدی