بازی عنکبوت کیهانی با رشته‌های پلاسما در فضا!

مشاهدات جدید ستاره‌شناسان نشان می‌دهد که سیاه‌چاله‌های کلان‌جرم، طناب‌های پلاسما را به چرخش درمی‌آورند.

به گزارش ایسنا و به نقل از اسپیس، یک سیاه‌چاله کلان‌جرم دوردست که مانند یک عنکبوت کیهانی بزرگ است، فوران پلاسما را به صورت یک طناب پیچ‌خورده می‌چرخاند و آن را با سرعت نزدیک به سرعت نور پرتاب می‌کند.

ستاره‌شناسان با شبکه‌ای از تلسکوپ‌های رادیویی مانند تلسکوپ فضایی «رادیو استرون»(RadioAstron) که با هم ترکیب می‌شوند و یک آنتن به اندازه زمین را تشکیل می‌دهند، این منظره شگفت‌انگیز را مشاهده کردند. این شبکه به طور ویژه برای مشاهده کردن قلب یک «بلیزر»(blazar) دور به نام «۳C ۲۷۹» آموزش دیده است.

این مشاهدات، دقیق‌ترین نگاه دانشمندان را به یک فوران اخترفیزیکی نشان می‌دهد که از یک سیاه‌چاله بزرگ بیرون می‌آید و یک الگوی پیچیده را در نزدیکی منبع فوران نشان می‌دهد. این مشاهدات جدید می‌توانند تئوری‌های پذیرفته‌ شده کنونی را که به مدت ۴۰ سال برای توضیح دادن چگونگی ایجاد این فوران‌ها و تکامل آنها در طول زمان مورد استفاده قرار گرفته‌اند، به چالش بکشد.

«آنتونیو فوئنتس»(Antonio Fuentes) پژوهشگر «موسسه اخترفیزیک اندلس»(IAA-CSIC) و سرپرست این پژوهش گفت: به لطف رادیو استرون و شبکه‌ای از بیست و سه تلسکوپ رادیویی که در سراسر زمین توزیع شده‌اند، ما بالاترین وضوح تصویر را به دست آورده‌ایم. دیدن فضای داخلی یک بلیزر به ما امکان می‌دهد تا برای اولین بار ساختار داخلی فوران را با چنین جزئیاتی مشاهده کنیم.

بلیزرهایی مانند ۳C ۲۷۹، قلب درخشان کهکشان‌هایی هستند که نور قوی را در نتیجه میزبانی از یک سیاه‌چاله کلان‌جرم منتشر می‌کنند. باید دید که در اینجا معنی آن چیست.

سیاه‌چاله‌هایی که در مرکز کهکشان‌ها تغذیه می‌شوند، به طور مداوم ماده درونی را که به شکل صفحات صاف گاز و غبار در اطراف حفره‌ها قرار دارد، به هم می‌ریزند. به آن صفحات، قرص برافزایشی می‌گویند. چنین سناریوهایی در مجموع به عنوان هسته‌های فعال کهکشانی شناخته می‌شوند. هسته‌های فعال کهکشانی اغلب آن قدر درخشان هستند که از نور ترکیبی هر ستاره در کهکشان‌های اطراف درخشش بیشتری دارند.

حدود ۱۰ درصد از هسته‌های فعال کهکشانی، فوران‌های اخترفیزیکی را در طول کل فرآیند تغذیه پرتاب می‌کنند. آنها به عنوان «اختروش» شناخته می‌شوند و وقتی اختروش‌ها فوران‌هایی داشته باشند که مستقیما به سمت زمین نشانه بروند، به آنها بلیزر می‌گویند.

مشاهدات جدید، جزئیات بی‌سابقه‌ای را در مورد فوران پلاسما و سیاه‌چاله بزرگ واقع در قلب بلیزر نشان می‌دهند. «ادواردو راس»(Eduardo Ros) از پژوهشگران این پروژه گفت: این اولین بار است که چنین رشته‌هایی را تا این اندازه نزدیک به منشا فوران می‌بینیم و آنها درباره چگونگی شکل دادن سیاه‌چاله به پلاسما، اطلاعات بیشتری را به ما می‌دهند. این ثابت می‌کند که چگونه تلسکوپ‌های گوناگون می‌توانند ویژگی‌های متفاوت یک جرم را نشان دهند.

این گروه به طور ویژه دریافتند که فوران مورد نظر از حداقل دو رشته پیچ‌خورده پلاسما تشکیل شده است که بیش از ۵۷۰ سال نوری از منبع خود امتداد یافته‌اند. همچنین، مشاهدات این گروه نشان داد که فوران‌های پلاسما مستقیم و یکنواخت نیستند. آنها پیچ و تاب‌هایی را نشان می‌دهند که در نتیجه نفوذ سیاه‌چاله مرکزی ایجاد می‌شود.

پیچش‌ها یا رشته‌های مارپیچ، نتیجه ناپایداری‌های فوران پلاسما هستند و نشان می‌دهند که نظریه‌های پیشین در مورد چگونگی تکامل این فوران‌ها ممکن است نیاز به بازبینی داشته باشند. همچنین، این پژوهش می‌تواند درک ما را در مورد نقش میدان‌های مغناطیسی در شکل‌گیری اولیه فوران‌هایی با سرعت نزدیک به سرعت نور از هسته‌های فعال کهکشانی تغییر دهد.

«گوانگ یائو ژائو»(Guang-Yao Zhao) دانشمند «مؤسسه ستاره‌شناسی رادیویی ماکس پلانک»(MPIfRA) و از پژوهشگران این پروژه گفت: یکی از جنبه‌های قابل توجه که از نتایج ما حاصل می‌شود، این است که آنها وجود یک میدان مغناطیسی مارپیچ را نشان می‌دهند که فوران را محدود می‌کند. بنابراین، این میدان مغناطیسی است که در جهت عقربه‌های ساعت به دور فوران می‌چرخد و پلاسما را که با سرعت ۰.۹۹۷ برابر سرعت نور در حال حرکت است، هدایت می‌کند.

این پژوهش نشان می‌دهد که نکات زیادی برای یادگیری در مورد بلیزارها و فوران‌های آنها باقی مانده است و نیاز به مدل‌های دقیق‌تری از این فرآیند پیرامون تغذیه سیاه‌چاله‌های کلان‌جرم وجود دارد. همچنین، این پژوهش بر اهمیت تلسکوپ‌های رادیویی بهبودیافته و توسعه روش‌هایی برای تصویربرداری از اجرام کیهانی دور با جزئیات بیشتر تأکید می‌کند.

«آندری لوبانوف»(Andrei Lobanov) از پژوهشگران این پروژه گفت: ما در حال ورود به یک حوزه کاملا جدید هستیم که در آن این رشته‌ها می‌توانند به پیچیده‌ترین فرآیندها در مجاورت سیاه‌چاله تولیدکننده فوران متصل شوند.

این پژوهش در مجله «Nature Astronomy» به چاپ رسید.