این جت ۲۰۰ هزار سال نوری، پرسش‌های جدیدی را درباره کیهان اولیه برانگیخته است!

این جت ۲۰۰ هزار سال نوری، پرسش‌های جدیدی را درباره کیهان اولیه برانگیخته است!

اشتراک‌گذاری:

ستاره‌شناسان یک جت رادیویی عظیم و دوشاخه به طول ۲۰۰ هزار سال نوری را از یک اختروش کشف کرده‌اند که زمانی‌که جهان تنها ۱.۲ میلیارد سال سن داشت، وجود داشته است. این کشف پیشگامانه که با استفاده از تلسکوپ‌های متعدد از جمله LOFAR و Gemini North انجام شده، فرضیات قبلی در مورد اختروش‌های اولیه را به چالش می‌کشد.

علی‌رغم قدرت بسیار زیاد آن، سیاه‌چاله اختروش نسبتاً کوچک است که نشان می‌دهد جرم شدید لزوماً برای تولید چنین جت‌های عظیمی مورد نیاز نیست. این کشف همچنین روشن می‌کند که چرا این جت‌های اولیه به دلیل تداخل با پس‌زمینه مایکروویو کیهانی، بسیار دشوار بوده‌اند. با این بینش جدید، دانشمندان اکنون یک قدم به کشف اسرار جهان اولیه نزدیک‌تر شده‌اند.

سیاه‌چاله‌های عظیم و اختروش‌های درخشان

دهه‌ها مشاهدات نجومی نشان داده است که بیشتر کهکشان‌ها سیاه‌چاله‌هایی عظیم را در مراکز خود جای داده‌اند. همانطور که گاز و غبار به داخل این سیاه‌چاله‌ها می‌افتند، اصطکاک انرژی بسیار زیادی آزاد کرده و هسته‌های کهکشانی درخشانی را به نام اختروش ایجاد می‌کند. این اختروش‌ها می‌توانند جت‌های قدرتمندی از ماده پرانرژی تولید کنند که می‌توان آنها را در فواصل زیاد با استفاده از تلسکوپ‌های رادیویی شناسایی کرد. در حالی‌که چنین جت‌هایی در کهکشان‌های نزدیک نسبتاً رایج هستند، آنها در جهان دور و اولیه گریزان باقی مانده‌اند – تا به امروز!

ستاره‌شناسان اکنون یک جت رادیویی دوشاخه را کشف کرده‌اند که حداقل ۲۰۰ هزار سال نوری امتداد دارد – دو برابر عرض راه شیری – که بزرگترین جت کشف‌شده از این دوره اولیه در تاریخ کیهانی است. این جت برای اولین بار با استفاده از آرایه فرکانس پایین (LOFAR)، یک شبکه بین‌المللی از تلسکوپ‌های رادیویی در سراسر اروپا، شناسایی شد.

پرده‌برداری از اختروش با تلسکوپ‌های پیشرفته

مشاهدات بعدی در نزدیک مادون قرمز با طیف‌سنج نزدیک مادون قرمز جمینای (GNIRS) و در نور مرئی با تلسکوپ Hobby Eberly به دست آمد تا تصویری کامل از جت رادیویی و اختروش تولیدکننده آن ترسیم شود. این یافته‌ها برای کسب بینش بیشتر در مورد زمان‌بندی و مکانیسم‌های پشت تشکیل اولین جت‌های بزرگ در جهان ما بسیار مهم هستند.

GNIRS روی تلسکوپ جمینای شمالی، نیمی از رصدخانه بین‌المللی جمینای که بخشی از آن توسط بنیاد ملی علوم ایالات متحده (NSF) تأمین می‌شود و توسط NSF NOIRLab اداره می‌شود، نصب شده است.

این جت ۲۰۰ هزار سال نوری، پرسش‌های جدیدی را درباره کیهان اولیه برانگیخته است!
تصویر نوری اختروش J1601+3102

درک تشکیل جت‌های اولیه

آنیک گلودمانس، محقق فوق دکترا در NOIRLab و نویسنده اصلی مقاله ارائه این نتایج در The Astrophysical Journal Letters، می‌گوید:

ما به دنبال اختروش‌هایی با جت‌های رادیویی قوی در جهان اولیه بودیم که به ما کمک می‌کند بفهمیم چگونه و چه زمانی اولین جت‌ها تشکیل می‌شوند و چگونه بر تکامل کهکشان‌ها تأثیر می‌گذارند.

تعیین خواص اختروش، مانند جرم آن و سرعت مصرف ماده، برای درک تاریخچه تشکیل آن ضروری است. برای اندازه‌گیری این پارامترها، این تیم تحقیقاتی به دنبال طول موج خاصی از نور ساطع‌شده توسط اختروش‌ها به نام خط انتشار پهن MgII (منیزیم) بودند. به‌طور معمول، این سیگنال در محدوده طول موج فرابنفش ظاهر می‌شود. با این حال، به دلیل انبساط جهان که باعث “کشیده شدن” نور ساطع‌شده توسط اختروش به طول موج‌های طولانی‌تر می‌شود، سیگنال منیزیم در محدوده طول موج نزدیک مادون قرمز به زمین می‌رسد، جایی که با GNIRS قابل تشخیص است.

این جت ۲۰۰ هزار سال نوری، پرسش‌های جدیدی را درباره کیهان اولیه برانگیخته است!
تصویر اختروش J1601+3102

اختروشی شگفت‌آور کوچک اما قدرتمند!

این اختروش به نام J1601+3102، زمانی تشکیل شد که جهان کمتر از ۱.۲ میلیارد سال سن داشت – فقط ۹ درصد از سن فعلی آن! در حالی‌که اختروش‌ها می‌توانند میلیاردها برابر جرم خورشید جرم داشته باشند، این یکی در سمت کوچک‌تر است و ۴۵۰ میلیون برابر جرم خورشید وزن دارد. جت‌های دوجانبه هم در روشنایی و هم در فاصله‌ای که از اختروش کشیده می‌شوند، نامتقارن هستند که نشان می‌دهد یک محیط شدید ممکن است بر آنها تأثیر بگذارد.

گلودمانس می‌گوید:

جالب اینجاست که اختروشی که این جت رادیویی عظیم را تغذیه می‌کند، در مقایسه با سایر اختروش‌ها جرم سیاه‌چاله شدیدی ندارد. به‌نظر می‌رسد این نشان می‌دهد که شما لزوماً برای تولید چنین جت‌های قدرتمندی در جهان اولیه به یک سیاه‌چاله یا نرخ افزایش به‌طور استثنایی عظیم نیاز ندارید.

پس‌زمینه مایکروویو کیهانی و جت‌های پنهان

کمبود قبلی جت‌های رادیویی بزرگ در جهان اولیه به نویز ناشی از پس‌زمینه مایکروویو کیهانی نسبت داده شده است – مه همیشه حاضر از تابش مایکروویو که از انفجار بزرگ باقی مانده است. این تابش پس‌زمینه مداوم به طور معمول نور رادیویی چنین اجسام دور را کاهش می‌دهد.

گلودمانس می‌گوید:

فقط به دلیل اینکه این جسم بسیار شدید است، می‌توانیم آن را از زمین مشاهده کنیم، حتی اگر واقعاً دور باشد. این جسم نشان می‌دهد که با ترکیب قدرت تلسکوپ‌های متعدد که در طول موج‌های مختلف کار می‌کنند، چه چیزی می‌توانیم کشف کنیم.

فریتس سویجن، محقق فوق دکترا در دانشگاه دورام و یکی از نویسندگان این مقاله، می‌گوید:

وقتی شروع به بررسی این جسم کردیم، انتظار داشتیم که جت جنوبی فقط یک منبع نزدیک نامرتبط باشد و بیشتر آن کوچک باشد. این باعث تعجب زیادی شد وقتی تصویر LOFAR ساختارهای رادیویی بزرگ و با جزئیات را نشان داد. ماهیت این منبع دور، تشخیص آن را در فرکانس‌های رادیویی بالاتر دشوار می‌کند و قدرت LOFAR را به تنهایی و هم‌افزایی‌های آن با سایر ابزارها نشان می‌دهد.

راز مداوم اختروش‌های اولیه

دانشمندان هنوز سؤالات زیادی در مورد اینکه چگونه اختروش‌های رادیویی درخشان مانند J1601+3102 با سایر اختروش‌ها متفاوت هستند، دارند. هنوز مشخص نیست که چه شرایطی برای ایجاد چنین جت‌های رادیویی قدرتمندی لازم است، یا چه زمانی اولین جت‌های رادیویی در جهان تشکیل شدند. به لطف قدرت مشترک Gemini North  LOFAR و تلسکوپ Hobby Eberly، ما یک قدم به درک جهان مرموز اولیه نزدیک‌تر شده‌ایم.

نمونه‌ای از یک جت رادیویی هیولا که در جهان نزدیک یافت می‌شود، جت ۲۳ میلیون سال نوری به نام پورفیریون (Porphyrion) است که ۶.۳ میلیارد سال پس از انفجار بزرگ مشاهده شد.

منبع: Scitechdaily

مقالات مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *