اخترشناسان فورانهای فوقالعاده نیرومند پرتوهای ایکس را از دو سیاهچالهی فوقسنگین کشف کردهاند که آنقدر قدیمی هستند که این فورانها در پستاب مهبانگ میدرخشند.
جایا مایتیل، پژوهشگر پسادکتری در مرکز اخترفیزیک هاروارد و اسمیتسونین، روز دوشنبه (۱۹ خرداد) در نشست ۲۴۶ انجمن اخترشناسی آمریکا در انکوریج، آلاسکا، به خبرنگاران گفت:
«این سیاهچالهها نخستین نورهای کیهان را به فورانهایی با انرژی بالا تبدیل میکنند.»
مایتیل و همکارانش با استفاده از دادههای رصدخانه پرتو ایکس چاندرا ناسا و آرایه رادیویی بسیار بزرگ کارل جانسکی (VLA) دریافتند که هر کدام از این فورانها حدود ۳۰۰٬۰۰۰ سال نوری گستردگی دارد — یعنی تقریباً سه برابر قطر کهکشان راه شیری. هر فوران از یک سیاهچالهی فوقسنگین فعال و در حال تغذیه، موسوم به «کوازار»، سرچشمه میگیرد که در فاصلهی حدود ۱۱٫۶ و ۱۱٫۷ میلیارد سال نوری از ما قرار دارند.
دانشمندان این ساختارهای عظیم را همانگونه دیدهاند که در زمانی ظاهر شده بودند که کیهان تنها ۳ میلیارد سال داشت — دورهای که کهکشانها و سیاهچالههای مرکزی آنها با سرعتی سرسامآور در حال رشد بودند.
(منبع تصویر: پرتو ایکس: ناسا/چاندرا/مرکز اخترفیزیک اسمیتسونین/جِی. مایتیل و همکاران؛ تصویرسازی: ناسا/چاندرا/ساو/ام. وایس؛ پردازش تصویر: ناسا/چاندرا/ساو/ان. وولک)
مایتیل گفت:
«این کوازارها مثل کپسولهای زمان کیهانی هستند. اگر بتوانیم آنها را درک کنیم، میتوانیم بفهمیم چگونه بر رشد کهکشانشان و محیط اطرافشان اثر میگذاشتند.»
یکی از این فورانها، متعلق به کوازار J1610+1811، در تصویر چاندرا قابل مشاهده است. یک خط باریک و بنفش کمرنگ از هستهی سفید و درخشان کوازار به سمت بالا و راست کشیده شده و در نقطهای نورانی به پایان میرسد. فورانی دوم و کمنورتر نیز به سمت پایین و چپ دیده میشود.
(منبع تصویر: پرتو ایکس: ناسا/چاندرا/مرکز اخترفیزیک اسمیتسونین/جِی. مایتیل و همکاران؛ تصویرسازی: ناسا/چاندرا/ساو/ام. وایس؛ پردازش تصویر: ناسا/چاندرا/ساو/ان. وولک)
مایتیل افزود:
«دیدن چنین چیزی مانند دیدن نور شمعی در نزدیکی چراغقوهای است که مستقیم به سمت ما نور میتاباند.»
آنچه این فورانها را بهویژه شگفتانگیز میکند، این است که با وجود فاصلهی بسیار زیادشان، همچنان قابل مشاهدهاند. در مقالهای که برای چاپ در ژورنال اخترفیزیک پذیرفته شده، مایتیل و همکارانش پیشنهاد دادهاند که دلیل درخشش این فورانها در پرتو ایکس، تعامل آنها با تابش زمینه کیهانی (CMB) است — همان تابش ضعیف اما پایدارِ باقیمانده از مهبانگ که پس از سرد شدن جهان و پایان «عصر تاریک کیهانی» شکل گرفت.
در آن دوران که این فورانها ایجاد شدند، CMB بسیار چگالتر از امروز بود و فضا را با دریایی از فوتونهای کمانرژی پر کرده بود. بر پایه این پژوهش، وقتی الکترونهای موجود در فورانها با سرعتی نزدیک به سرعت نور حرکت میکردند، با این فوتونها برخورد میکردند و انرژیشان را به محدودهی پرتو ایکس میبردند، جایی که تلسکوپ چاندرا میتوانست آنها را شناسایی کند.
دانشمندان میگویند این فرایند باعث میشود این فورانها از دلِ هستههای درخشان کوازارها نیز قابل مشاهده باشند.
فورانِ J1610+1811 با سرعتی بین ۹۲ تا ۹۸ درصد سرعت نور حرکت میکند و بهاندازهی نیمی از کل نوری که ماده در حال چرخش بهدور سیاهچاله منتشر میکند، انرژی دارد — یعنی معادل نوری به اندازه ۱۰ تریلیون خورشید.
کوازار دوم، با نام J1405+0415 که ۱۱٫۷ میلیارد سال نوری از زمین فاصله دارد، فورانی به همان شدت دارد. پژوهشگران با ترکیب دادههای پرتو ایکس چاندرا و دادههای رادیویی VLA محاسبه کردند که ذرات این فوران با سرعتی بین ۹۵ تا ۹۹ درصد سرعت نور حرکت میکنند.
مایتیل در بیانیهای گفت:
«ما متوجه شدهایم که برخی سیاهچالهها در این مرحله از تاریخ کیهان، از آنچه قبلاً تصور میکردیم، قدرت بیشتری دارند.»
