دانشمندان ناسا یک فسیل کهکشانی کشف کردند!

محققان مرکز پرواز فضایی گودارد ناسا نوعی فعالیت پرتو ایکس را کشف کرده اند که تکامل کهکشان ها را آشکار می کند.

به گزارش SineMag، اشعه ایکس ابرهای عظیمی از گاز سرد را در کهکشان مارپیچی NGC 4945 نشان می دهد. به نظر می رسد که این گاز پس از فوران سیاهچاله مرکزی کهکشان در حدود پنج میلیون سال پیش منتشر شده است.

به گزارش ایسنا، کیمبرلی ویور، اخترفیزیکدان مرکز پروازهای فضایی گدارد و سرپرست این تحقیق، گفت: بحث های مداومی در جامعه علمی درباره چگونگی تکامل کهکشان ها وجود دارد.

تقریباً در مرکز همه کهکشان‌هایی به بزرگی کهکشان راه شیری، سیاهچاله‌های پرجرم را می‌یابیم که این سؤال را مطرح می‌کند که تأثیر سیاه‌چاله‌های کلان جرم در مقایسه با شکل‌گیری ستاره چقدر است.

مطالعه کهکشان‌های نزدیک مانند NGC 4945 که در طول یک دوره گذار می‌بینیم به ما کمک می‌کند مدل‌های بهتری از چگونگی ایجاد تغییرات کهکشانی توسط ستارگان و سیاه‌چاله‌ها بسازیم.

NGC 4945 یک کهکشان فعال است که در فاصله 13 میلیون سال نوری از زمین در صورت فلکی قنطورس قرار دارد. این تحقیق به لطف داده های جمع آوری شده توسط ماهواره XMM-Newton و با کمک رصدخانه اشعه ایکس چاندرا امکان پذیر شد.

یک کهکشان فعال دارای مرکزی است که به طور غیرمعمول روشن و متغیر است و توسط یک سیاهچاله بسیار پرجرم تغذیه می شود که دیسک کهکشانی اطراف گاز و غبار را از طریق نیروهای گرانشی و اصطکاک گرم می کند.

سیاهچاله به آرامی مواد اطراف خود را مصرف می کند و نوسانات تصادفی در نور ساطع شده از قرص کهکشانی ایجاد می کند. مانند اکثر کهکشان های فعال، سیاهچاله و قرص کهکشانی NGC 4945 توسط ابر غبار متراکمی پوشیده شده است که تا حدی نور را مسدود می کند.

هسته‌های کهکشان‌های فعال می‌توانند باعث انفجار ذرات با سرعت بالا شوند و بادهای قدرتمندی حاوی گاز و غبار تولید کنند.

علاوه بر این، NGC 4945 یک کهکشان ستارگانی است. این بدان معنی است که ستاره ها بسیار سریعتر از کهکشان ما تشکیل می شود. دانشمندان تخمین می زنند که این کهکشان هر سال جرمی معادل جرم 18 ستاره مانند خورشید ما تولید می کند.

تقریباً تمام شکل گیری ستاره ها در مرکز کهکشان متمرکز شده است. یک رویداد تشکیل ستاره بین 10 تا 100 میلیون سال طول می کشد و تنها زمانی پایان می یابد که مواد خام برای تشکیل ستارگان جدید مصرف شود.

ویور و تیمش NGC 4945 را با استفاده از ماهواره XMM-Newton رصد کردند. آنها در داده های خود آنچه را دانشمندان خطوط K-alpha می نامند دیدند. این ویژگی زمانی رخ می دهد که نور پرانرژی پرتو ایکس ساطع شده از دیسک سیاهچاله با گاز سرد در جای دیگر برخورد کند.

دمای این گاز در حدود منفی 200 درجه سانتیگراد است. خط K-alpha در کهکشان‌های فعال رایج است، اما تا قبل از این مشاهدات، دانشمندان فکر می‌کردند که در مقیاس‌های بسیار نزدیک‌تر به سیاه‌چاله رخ می‌دهد.

جنا کان یکی از محققان این پروژه گفت: رصدخانه پرتو ایکس چاندرا خط K-alpha را در کهکشان های دیگر ترسیم کرده است. در این مورد، چاندرا به ما کمک کرد تا منابع پرتو ایکس درخشان را در ابر بررسی کنیم و منابع احتمالی غیر از سیاهچاله را رد کنیم، اما خط NGC 4945 به اندازه‌ای از مرکز آن فاصله دارد که میدان دید XMM-نیوتن را داریم. همه ما باید آن را می دیدیم.

از آنجایی که NGC 4945 از دید ما تقریباً به لبه کج شده است، ماهواره XMM-Newton توانست وسعت خط K-alpha را در امتداد و در سراسر صفحه کهکشان نقشه برداری کند و از فاصله های 32000 و 16000 سال نوری تصویربرداری کند. به ترتیب .kill این فاصله بیشتر از خطوط مشاهده شده قبلی است.

تیم تحقیقاتی بر این باور است که گاز سرد برجسته شده توسط این خط، یادگاری از شراره ذره ای است که حدود پنج میلیون سال پیش از سیاهچاله مرکزی کهکشان فوران کرده است. این طغیان احتمالاً متمرکز بر کهکشان است تا تمرکز بر فضا و ابربادی را به حرکت در می آورد که همچنان گاز سرد را به سراسر کهکشان می راند. حتی این فوران می توانست به شکل گیری ستارگان امروزی منجر شود.

ویور و همکارانش به رصد NGC 4945 ادامه خواهند داد تا ببینند آیا می‌توانند راه‌های دیگری را که سیاه‌چاله بر تکامل کهکشان تأثیر می‌گذارد، کشف کنند.

همان اشعه ایکس ساطع شده از دیسک کهکشانی که در حال حاضر گاز سرد را برجسته می کند می تواند شروع به نابودی آن کند. از آنجایی که ستارگان برای تشکیل به این گاز نیاز دارند، دانشمندان می‌توانند بفهمند که چگونه فعالیت در اطراف سیاه‌چاله یک کهکشان می‌تواند حالت ستاره‌زایی آن را غیرفعال کند.

ادموند هاجز-کلاک، اخترفیزیکدان مرکز پروازهای فضایی گدارد و یکی از محققان این پروژه، گفت: شواهدی وجود دارد که نشان می دهد سیاهچاله ها در برخی کهکشان ها نقش مهمی در تعیین تاریخ شکل گیری ستاره ها و سرنوشت آنها دارند.

ما بسیاری از کهکشان‌های مشابه NGC 4945 را مطالعه می‌کنیم، زیرا اگرچه فیزیک تقریباً همه سیاه‌چاله‌ها یکسان است، اما تأثیر آنها بر کهکشان‌ها بسیار متفاوت است.

ماهواره XMM-Newton به ما کمک کرد تا فسیل کهکشانی را کشف کنیم که نمی دانستیم به دنبال آن هستیم. این احتمالا اولین فسیل از یک گروه بزرگ از فسیل های کهکشانی است.

ویور نتایج تحقیقات را به نمایندگی از گروه خود در 243 امین نشست انجمن نجوم آمریکا در نیواورلئان ارائه کرد. مقاله این تحقیق در حال حاضر برای انتشار در مجله Astrophysical در دست بررسی است.