کشف حباب‌‌های کهکشانی تولیدکننده امواج شوک در کهکشانی دیگر

اخترشناسان موفق به کشف حباب‌های کیهانی در کهکشان دیگری شدند که می‌تواند توضیحی برای منشا امواج کیهانی ارائه دهد.

در فاصله‌ی ۶۷ میلیون سال نوری از ما، کهکشانی وجود دارد که حباب‌های فضایی بزرگی تولید می‌کند. این ساختارهای فضایی با نام حباب‌های بزرگ هسته‌ای به احتمال زیاد توسط سیاه‌چاله‌هایی که در مرکز کهکشان‌ها وجود دارند تولید می‌شوند. اما اکنون به‌لطف اطلاعات جدید به‌دست‌آمده می‌دانیم که چه چیز خارق‌العاده‌ای درون این حباب‌ها اتفاق می‌افتد.

تلسکوپ فضایی اشعه‌ی ایکس چاندرا متعلق به ناسا با رصد کهکشان مارپیچی میله‌ای به نام NGC 3079 موفق به کشف حباب‌هایی شد که درواقع نوعی شتاب‌دهنده‌ی بزرگ ذرات هستند و در لبه‌های خود ذرات بسیار پرسرعت تولید کرده و به فضا پرتاب می‌کنند.

حباب‌های بزرگ هسته‌ای نمونه‌ی جوان‌تر حباب‌های فرمی هستند. حباب‌های فرمی پیش از این در کهکشان راه‌شیری نیز کشف شده بودند. اخترشناسان معتقدند این حباب‌های زمانی به وجود می‌آيند که سیاه‌چاله‌های بزرگ مرکز کهکشان‌ها اجرام آسمانی اطراف خود را می‌بلعند.

وقتی سیاه‌چاله‌ها تغذیه می‌کنند فواره‌های پرقدرت پلاسمایی از قطب‌های آن‌ها به بیرون پرتاب می‌شوند که سرعت آن‌ها به نزدیکی سرعت نور نیز می‌رسد. اینکه چطور این اتفاق می‌افتد هنوز نامعلوم است اما اخترشناسان گمانی‌زنی می‌کنند که مواد موجود در داخل قرص برافزایشی به سوی بیرون حرکت کرده و از قطب‌های سیاه‌چاله و ازطریق خطوط میدان مغناطیسی به بیرون پرتاب می‌شوند.

طبق نظریه‌ی اخترشناسان این فواره‌های پرقدرت وقتی به فضا پرتاب می‌شوند در بالا و پایین صفحه‌ی کهکشانی حفره‌هایی ایجاد می‌کنند. حباب‌های فرمی موجود در کهکشان راه‌شیری دارای قطر ۵۰ هزار سال نوری هستند، بنابراین تغذیه‌ی سیاه‌چاله‌ای اتفاق افتاده، البته در صورت درست بودن نظریه، باید در زمانی دور اتفاق افتاده باشد.

حباب کیهانی

حباب‌های NGC 3079 کمی کوچک‌تر از حباب‌های کهکشان راه شیری هستند، یکی از آن‌ها پهنای ۳۶۰۰ سال نوری و دیگری دارای پهنای ۴۹۰۰ سال نوری است؛ ازاین‌رو می‌توان گفت این دو حباب نسبتا جوان‌ هستند. اما این حباب‌ها دارای ارزش مطالعاتی بالایی هستند. این دو حباب با یکدیگر فاصله دارند به همین دلیل رصد آن‌ها به‌صورت کلی آسان‌تر است و از آن‌جایی که جوان هستند مطالعه‌ی آن‌ها می‌تواند به ما در درک روند تکاملی این اجرام کمک کند.

اخترشناسان با رصد دو حباب کهکشان NGC 3079 با استفاده از تلسکوپ فضایی چاندرا به مورد عجیبی در اطلاعات به‌دست‌آمده برخوردند، اینکه ویژگی‌های امواج ایکس ساطع‌‌شده از این حباب‌ها با ویژگی‌های تابش سینکرترون مطابقت دارد. به عبارت دیگر، این حباب‌ها شاید یک شتاب‌دهنده‌ی ذرات غول‌پیکر باشند.

درواقع این اولین مدرک مستقیم دال بر انتشار تابش سینکرترون از یک حباب کهکشانی است، بااین‌حال موضوع عجیب این است که این پدیده تنها در یکی از حباب‌ها، حباب‌ کوچک‌تر مشاهده شده است.

با تداوم گسترش حباب‌ها در بستر گازی بین‌ستاره‌ای امواج شوک به وجود می‌آید که آن‌ها هم به نوبه‌ی خود باعث ایجاد میدان‌های مغناطیسی درهم‌تنیده می‌شود. آنطور که تیم تحقیقاتی دانشگاه میشیگان می‌گوید، ذره‌ها در داخل این میدان‌های مغناطیسی کمانه می‌کنند و هنگام گذر از جبهه‌ی جلویی امواج شوک، شتاب‌دار می‌شوند.

این ذرات نمی‌توانند در مرکز کهکشان به وجود آمد باشند، چرا که در این صورت تا رسیدن به لبه‌ی حباب‌ها انرژی زیادی از دست خواهند داد.

اثر شتاب‌دهندگی به وجود آمده در حباب‌های کهکشانی تا ۱۰۰ مرتبه پرانرژی‌تر از قابلیت‌های برخورددهنده‌ی هادرونی بزرگ است، ازاین‌رو این حباب‌ها می‌توانند منشا پدیده‌ی فضایی عجیب دیگری یعنی امواج کیهانی باشند.

ما نمی‌دانیم چه چیزی این ذرات به‌شدت پرانرژی را به وجود آورد، در حقیقت اخترشناسان همین اواخر کشف کردند که ذرات موجود در امواج کیهانی از بیرون از کهکشان راه‌شیری نشات می‌گیرند.

اما اگر این حباب‌های فرمی‌مانند باعث شتاب‌دهی به ذرات شوند و برخی از این ذرات پرشتاب بتوانند از حباب‌ها فرار کنند، ممکن است برخی از آن‌ها درنهایت به شکل امواج کیهانی به زمین برسند.

حباب کیهانی

البته شاید‌های زیادی در این نظریه وجود دارد و اینطور نیست که تنها با رصد کهکشان‌های دیگر بتوان این معماها را حل کرد. ما دقیقا نمی‌دانیم که آیا این سیاه‌چاله‌ها هستند که حباب‌های کهکشانی را می‌سازند یا نه، ممکن است این حباب‌ها در اثر بادهای قدرتمند ستاره‌های کوچک به وجود آمده باشند.

پژوهشگران این مطالعه در گزارش خود نوشته‌اند:

رصدهای عمیق‌تر و دقیق‌تر امواج ایکس و امواج رادیویی به همراه اندازه‌گیری و مدل‌سازی دقیق میدان‌های مغناطیسی و همین‌طور مدل‌سازی تئوریک حباب‌های بزرگ کهکشانی در قالب سناریوهای مختلف می‌تواند به ما در آزمایش ماهیت فزونی اشعه‌ی ایکس در حباب‌ها و درک بهتر منشا حباب‌های بزرگ هسته‌ای کهکشانی کمک کند.

گذر زمان و تحقیقات جامع‌تر می‌تواند اطلاعات بیشتری در مورد این ساختارهای کیهانی شگفت‌انگیز برملا کند و شاید روزی یک پاسخ قابل‌اتکا برای حداقل یکی از معماهای فضایی در اختیار ما قرار دهد.

منبع Sciencealert

از سراسر وب

  دیدگاه
کاراکتر باقی مانده

بیشتر بخوانید