۵ کشف فضایی که دانشمندان در تلاش برای توضیح آن هستند

آیا سیاره ای نامرئی می تواند در لبه منظومه شمسی ما کمین کند؟ آیا سیاهچاله ها می توانند مانند توپ های بیلیارد بین کهکشانی از فضا عبور کنند؟ آیا سیاه‌چاله کهکشان خودمان میلیون‌ها سال پیش با انفجاری بیدار شد – و آیا می‌تواند دوباره این کار را انجام دهد؟

شاید اینها سوالاتی نباشند که هزاران سال پیش انسان ها را به مطالعه ستارگان سوق داد. اما، همانطور که اخترشناسان هر لحظه عمیق‌تر به گوشه‌های غبارآلود کیهان نگاه می‌کنند، اکتشافات عجیب و غریب آنها را مجبور کرده است تا با سؤالات عجیب‌تری در مورد ماهیت جهان ما و محدودیت‌های آنچه در آنجا در کمین است دست و پنجه نرم کنند.

از حیاط خلوت کیهانی خودمان تا اعماق دور جهان اولیه، در اینجا پنج مورد از اسرارآمیزترین اجسامی که دانشمندان در فضا کشف کرده‌اند و بهترین توضیح برای آنچه که هستند، آورده شده است.

سیاره نهم

بسیار فراتر از مدار نپتون، موجودی اسرارآمیز و عظیم ممکن است از میان حلقه اجرام یخی که منظومه شمسی ما را احاطه کرده است، حرکت کند. دانشمندانی که این منطقه را مطالعه می‌کنند دریافته‌اند که مدار بیش از دوازده جرم صخره‌ای به طرز ماهرانه‌ای تغییر می‌کند، گویی توسط گرانش یک سیاره عظیم و نامرئی – یک شی نظری به نام سیاره نهم – تحت فشار قرار می‌گیرند.

تخمین زده می شود که این دنیای پنهان بین پنج تا ۱۰ برابر جرم زمین باشد و ۱۰۰۰۰ سال طول می کشد تا یک دور خورشید کامل شود. اما علاوه بر ‘پیچیدگی’ های عجیب در مدار اجرام نزدیک، هنوز هیچ مدرک مشخصی از وجود سیاره نه وجود ندارد. اگر آن بیرون باشد و به آرامی بیش از ۵۰۰ برابر دورتر از زمین از خورشید بچرخد، دنیای اسرارآمیز بسیار تاریک تر از آن است که بتوان با تلسکوپ های فعلی آن را تشخیص داد.

با این حال، رصدخانه آینده Vera C. Rubin که در حال حاضر در شیلی در حال ساخت است و در نهایت یک ویدیو ۱۰ ساله از آسمان شب ثبت خواهد کرد، باید بتواند شواهد بیشتری از جهان گریزان را شناسایی کند – به طور بالقوه وجودش را یک‌بار برای همیشه تایید یا رد نماید.

سیاه چاله فراری

در فروردین ۱۴۰۲، اخترشناسان کشف چیزی را گزارش کردند که قبلاً هرگز دیده نشده بود: یک سیاهچاله ‘فرار’، که از هیچ کهکشانی جدا نشده و با سرعت ۴۵۰۰ برابر صوت در فضا می سوزد و دنباله ای عظیم از ستاره ها در پشت آن می چرخد.

تخمین زده می شود که جرم سیاهچاله ۲۰ میلیون برابر خورشید زمین باشد، در حالی که دم درخشان آن می تواند بیش از ۲۰۰۰۰۰ سال نوری طول داشته باشد (حدود دو برابر قطر کهکشان راه شیری). مشاهدات تلسکوپ کک در هاوایی نشان داد که یک انتهای این دنباله ستاره‌ای به نظر می‌رسد که به یک کهکشان کوتوله دور مرتبط است، که احتمالاً سیاهچاله‌ی آزاد از آن به‌طور نجومی خارج شده است.

سیاهچاله‌ها قلب کهکشان‌های بزرگی مانند کهکشان راه شیری را تشکیل می‌دهند و گاز، غبار و منظومه‌های ستاره‌ای اطراف را در جای خود محکم می‌کنند. پس چگونه یکی از این غول‌های کیهانی می‌تواند به سادگی واموزه کند؟ به گفته نویسندگان مطالعه، این امکان وجود دارد که زمانی سیاهچاله در یک آرایش دوتایی نادر به دور سیاهچاله دوم می چرخد ​​- سپس، زمانی که سیاهچاله سوم در طی یک ادغام کهکشانی به منظومه معرفی شد، برهم کنش های گرانشی آشفته یک سیاهچاله را به پرواز درآورد. به سیاهی وحشی آنطرف اگر توسط مطالعات بعدی تایید شود، این اولین شواهدی خواهد بود که سیاهچاله ها می توانند از کهکشان های خود فرار کنند.

JUMBOs تلسکوپ جیمز وب

سیاهچاله ها تنها فراریان کیهانی نیستند. سیاراتی نیز روی لام دیده شده اند و تعداد آنها بسیار بیشتر است. در سال ۱۴۰۲، تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) بیش از ۵۰۰ سیاره ‘سرکش’ شناور آزاد را شناسایی کرد که از سحابی شکارچی عبور می کردند. تقریباً ۸۰ مورد از آنها در حال چرخش به دور یکدیگر در جفت های دوتایی مشاهده شدند – پدیده ای بدون توضیح واضح. از آنجا که این جهان های سرکش تقریباً به اندازه مشتری هستند، دانشمندان آنها را اجرام دوتایی با جرم مشتری – یا JUMBOs نامیدند.

ناسا تخمین می‌زند که ممکن است تریلیون‌ها سیاره سرکش در کهکشان ما سرگردان باشند، که بسیاری از آن‌ها در روزهای اولیه پر هرج و مرج شکل‌گیری منظومه ستاره‌ای از مدار خارج شده‌اند. با این حال، مدل‌های فعلی قادر به توضیح وجود JUMBO نیستند. یک نظریه نشان می‌دهد که این اجرام عجیب و غریب مستقیماً از فروپاشی ابرهای گاز و غبار در فضای بین ستاره‌ای، در نسخه‌ای کوچک‌تر از چگونگی شکل‌گیری ستارگان، شکل گرفته‌اند. نظریه دیگری می گوید که یک ستاره در حال عبور می توانست اجرام را از مدار خارج کند، اما مدل ها نشان داده اند که این توضیح بسیار بعید است. در حال حاضر، JUMBO ها یک پازل در اندازه بزرگ برای ستاره شناسان ایجاد می کنند.

حباب‌های فرمی: زیبایی و کاربرد در طراحی و هنر

سیاهچاله در مرکز کهکشان ما (امیدواریم) به این زودی ها به جایی نخواهد رسید، اما در گذشته ای نه چندان دور به روش های غیرمنتظره ای عمل کرده است. ستاره شناسان می توانند شواهدی از فوران های عظیم و پرانرژی از سیاهچاله ما را به شکل دو مجموعه از حباب های غول پیکر – معروف به حباب های فرمی و حباب های eROSITA – ببینند که بر فراز کهکشان ما قرار دارند. این لوب‌های انرژی که روی هم قرار گرفته‌اند، مانند یک ساعت شنی عظیم در مرکز کهکشان راه شیری قرار دارند و تقریباً ۲۵۰۰۰ سال نوری در بالا و زیر سیاه‌چاله مرکزی ما امتداد دارند. حباب‌ها با هم اندازه‌گیری می‌شوند که حدود نیمی از عرض خود کهکشان را تشکیل می‌دهند.

علیرغم اندازه فوق العاده آنها، شما نمی توانید آنها را در آسمان ببینید. حباب‌های فرمی، پر از ذرات متحرک سریع به نام پرتوهای کیهانی، تنها با تلسکوپ‌هایی که پرتوهای گاما را تشخیص می‌دهند، قابل مشاهده هستند، در حالی که حباب‌های eROSITA – پر از گاز بسیار داغ – فقط به صورت اشعه ایکس قابل مشاهده هستند.

اخترشناسان دقیقاً نمی دانند که این حباب ها چگونه شکل گرفته اند، اما یک مطالعه در سال ۱۴۰۱ نشان داد که آنها نتیجه یک انفجار سیاهچاله عظیم هستند که بیش از ۱۰۰۰۰۰ سال به طول انجامید و تقریباً از ۲.۶ میلیون سال پیش شروع شد، زمانی که مقادیر زیادی ماده در سیاهچاله ما ریخته شد. سوراخ سوراخ اگر این فرضیه تأیید شود، نشان می‌دهد که سیاه‌چاله ما اخیراً بسیار بیشتر از چیزی که تصور می‌شد فعال بوده است.

سوال بزرگ

JWST در حین مطالعه یک لکه عجیب از نور ستارگان به نام Herbig-Haro 46/47، چیزی مرموزتر را در پس‌زمینه دور تصویر خود مشاهده کرد – یک حرکت گاز داغ در اعماق فضا که کاملاً شبیه علامت سؤال بود.

دقیقاً مشخص نیست که این شی دقیقاً چیست یا چقدر دور است، اما رنگ مایل به قرمز آن در تصاویر JWST نشان می‌دهد که این شی فوق‌العاده باستانی است و نور آن به طول موج‌های قرمزتر کشیده می‌شود که از فواصل کیهانی وسیع‌تری عبور می‌کند تا به ما برسد. محققان در سال ۱۴۰۲ گفتند که ممکن است این یک کهکشان یا شاید چندین کهکشان در میان شکستن یکدیگر در طی یک ادغام آشفته باشد.

هر چه که باشد، علامت سوال کیهانی تنها یکی از معماهای متعددی است که توسط مشاهدات پیشگامانه JWST معرفی شده است. کشف هویت آن ممکن است مجبور باشد در پشت سر سؤالات مهم تری قرار گیرد – مثلاً آیا ما در مورد درک خود از جهان کاملاً اشتباه می کنیم؟