عکس‌های ناسا از فعالیت ۱۶ سیاه‌چاله کلان‌جِرم

به نقل از ناسا،ستاره‌شناسان با استفاده از «رصدخانه پرتو ایکس چاندرا»(Chandra X-ray Observatory) ناسا و «آرایه خط پایه بسیار بزرگ»(VLBA) در «رصدخانه ملی نجوم رادیویی»(NRAO) متعلق به «بنیاد ملی علوم آمریکا»(NSF) دریافتند که برخی از پرتوها به مقدار زیادی جهت خود را تغییر داده‌اند.

دو عکس ثبت‌شده با چاندرا، گاز داغ را در میان خوشه کهکشانی «آبل ۴۷۸»(Abell 478) در سمت چپ و گروه کهکشانی «ان‌جی‌سی ۵۰۴۴»(NGC 5044) در سمت راست نشان می‌دهند. مرکز هر عکس شامل یکی از ۱۶ سیاه‌چاله است که پرتوهایی را به سمت بیرون پرتاب می‌کنند. هر سیاه‌چاله در مرکز یک کهکشان واقع شده که در میان گاز داغ قرار گرفته است.

در این عکس‌ها، برچسب‌ها و تصاویر رادیویی ظاهر می‌شوند. بیضی‌ها یک جفت حفره را در گاز داغ برای آبل ۴۷۸ و دو جفت حفره برای ان‌جی‌سی ۵۰۴۴ در سمت راست نشان می‌دهند. این حفره‌ها میلیون‌ها سال پیش توسط پرتوها ایجاد شدند و جهت پرتوها را در گذشته نشان می دهند. حرف X در مرکز تصویر، مکان هر سیاه‌چاله کلان‌جرم را نشان می‌دهد.

تصاویر ثبت‌شده با آرایه خط پایه بسیار بزرگ نشان می‌دهند پرتوها در حال حاضر کجا هستند. هر دو تصویر رادیویی بسیار کوچک‌تر از تصاویر پرتو ایکس هستند. برای آبل ۴۷۸، تصویر رادیویی حدود سه درصد از عرض تصویر چاندرا و برای ان‌جی‌سی  ۵۰۴۴، تصویر رادیویی حدود چهار درصد از عرض تصویر چاندراست.

مقایسه بین تصاویر چاندرا و آرایه خط پایه بسیار بزرگ نشان می‌دهد که پرتوهای آبل ۴۷۸ حدود ۳۵ درجه تغییر جهت داده و پرتوهای ان‌جی‌سی ۵۰۴۴ حدود ۷۰ درجه تغییر جهت داده‌اند.

پژوهشگران با بررسی کل نمونه دریافتند حدود یک سوم از ۱۶ کهکشان دارای پرتوهایی هستند که در جهت‌های کاملا متفاوتی نسبت به قبل قرار دارند. تعدادی از آنها در برخی موارد نزدیک به ۹۰ درجه تغییر جهت داده‌اند و در بازه‌های زمانی بین یک میلیون سال تا چند ده میلیون سال تغییر کرده‌اند. با توجه به این که سیاه‌چاله‌ها حدود ۱۰ میلیارد سال دارند، این نشان‌دهنده یک تغییر نسبتا سریع برای کهکشان‌هاست.

سیاه‌چاله‌ها هنگامی که مواد از میان یک قرص کهکشانی در حال چرخش روی آنها می‌افتند، پرتو تولید می‌کنند و سپس مقداری از آن پرتو به بیرون هدایت می‌شود. تصور می‌شود جهت پرتوهای هر یک از این سیاه‌چاله‌های غول‌پیکر که احتمالا در حال چرخش هستند، با محور چرخش سیاه‌چاله هماهنگ است. این بدان معناست که پرتوها در امتداد خط متصل‌کننده قطب‌ها قرار دارند.

تصور می‌شود که این پرتوها عمود بر قرص کهکشانی هستند. اگر مواد با زاویه دیگری که موازی با دیسک نباشد به سمت سیاه‌چاله‌ها بیفتند، جهت محورهای چرخش سیاه‌چاله می‌تواند تحت تأثیر قرار بگیرد و جهت پرتوها را تغییر دهد.

دانشمندان باور دارند پرتوهای سیاه‌چاله‌ها و حفره‌هایی که در آنها ایجاد می‌شود، نقش مهمی را در تعداد ستاره‌های موجود در کهکشان‌های آنها دارد. پرتوها انرژی را به گاز داغ داخل و اطراف کهکشان می‌فرستند و از خنک شدن آن برای تشکیل تعداد زیادی ستاره جدید جلوگیری می‌کنند. اگر جهت پرتوها به مقدار زیاد تغییر کند، آنها می‌توانند شکل‌گیری ستاره‌ها را در مناطق بسیار بزرگ‌تری از کهکشان کاهش دهند.

این پژوهش در «The Astrophysical Journal» به چاپ رسید.