یک باد فوقالعاده سریع و نیرومند را به فضا پرتاب میکند؛ بادی که با سرعتهای نسبیتی در فضا میتازد.
این جریان پرسرعت که در اخترفیزیک با نام «جریان فوقسریع» یا UFO (Ultrafast Outflow) شناخته میشود، در این رصد جدید با سرعتی معادل ۱۹ درصد سرعت نور دیده شده است؛ یعنی حدود ۵۷ هزار کیلومتر در ثانیه (۳۵٬۴۰۰ مایل بر ثانیه). هرچند این سریعترین جریان خروجی ثبتشده در جهان نیست، اما این نخستین بار است که لحظهٔ آغاز فوران سیاهچاله، و سپس تولد و تکامل جریان فوقسریع ناشی از آن، به طور مستقیم مشاهده شده است.
«تا امروز، هرگز ندیده بودیم که سیاهچالهای چنین سریع بادهای خود را ایجاد کند»،
این را لییی گو (Liyi Gu)، اخترشناس سازمان پژوهش فضایی هلند (SRON)، میگوید.
او ادامه میدهد: «برای اولین بار، مشاهده کردیم که چگونه یک انفجار ناگهانی نور پرانرژی ایکس از سیاهچاله، بلافاصله بادهایی فوقسریع را به راه میاندازد؛ بادهایی که تنها در یک روز شکل گرفتند.»
سیاهچالهای در دل کهکشانی روبهزمین
این رویداد در کهکشان NGC 3783 رخ داده است؛ یک کهکشان مارپیچی میلهای زیبا در فاصلهٔ حدود ۱۳۰ میلیون سال نوری از ما. خوشبختانه صفحهٔ این کهکشان دقیقاً رو به زمین قرار گرفته و همین موضوع به اخترشناسان دید کاملی از ناحیه مرکزی فعال آن داده است؛ جایی که سیاهچالهٔ ابرپرجرم ساکن است.
این سیاهچاله، با وجود آنکه «ابرپرجرم» به حساب میآید، نسبتاً کوچکتر از بسیاری از نمونههای شناختهشده است و حدود ۲۸ میلیون برابر جرم خورشید جرم دارد. با این حال، با ولع بسیار زیادی در حال بلعیدن گاز و غبار اطراف خود است. همین فرایند بلعیدن ماده، مرکز کهکشان را به صورت یک هستهٔ فعال درخشان و متغیر درمیآورد؛ زیرا مادهای که به دام گرانش شدید سیاهچاله میافتد، قبل از سقوط کامل، با اصطکاک و مغشوششدن، نور و انرژی فراوانی آزاد میکند.
فورانی مانند خورشید، اما میلیونها برابر بزرگتر
فورانی که در این رصد ثبت شد، با استفاده از دو تلسکوپ مهم پرتو ایکس، یعنی XMM-Newton متعلق به آژانس فضایی اروپا (ESA) و XRISM تحت رهبری ژاپن (JAXA)، مشاهده شده است.
پژوهشگران معتقدند که این فوران احتمالاً در اثر گسیختگی و اتصال مجدد یک رشتهٔ میدان مغناطیسی در نزدیکی سیاهچاله رخ داده است؛ درست شبیه همان پدیدهای که روی خورشید باعث ایجاد شعلههای خورشیدی (Solar Flares) میشود، اما در مقیاسی بسیار عظیمتر و با انرژیهایی بسیار بیشتر.
این رویداد که در ژوئیهٔ ۲۰۲۴ ثبت شده است، بهنوعی معادل سیاهچالهای یک فوران خورشیدی است. ابتدا افزایش شدید پرتوهای ایکس سخت مشاهده شد و سپس اوج پرتوهای ایکس نرم دیده شد. این الگوی دو مرحلهای کاملاً با رفتار یک «فِلِر» سازگار است.
زایش یک باد کیهانیِ فوقسریع در کمتر از یک نصف روز
حدود ۱۲ ساعت پس از ثبت فوران، دانشمندان سیگنالی را شناسایی کردند که مطابق با یک جریان خروجی فوقسریع (UFO) بود. این رفتار مشابه پرتاب جرم تاج خورشیدی (CME) در خورشید است؛ جایی که میلیاردها تن پلاسما و میدان مغناطیسی با قدرت به فضا رانده میشود.
در این مورد نیز:
- انرژی آزادشده از فوران،
- ساختارهای مغناطیسی ازهمگسیخته،
- و مادهٔ داغ نزدیک سیاهچاله
همگی با هم ترکیب شده و باد فوقسریع جدیدی را به بیرون پرتاب کردند؛ بادی که با سرعتی نزدیک به یکپنجم سرعت نور از محیط پیرامونی سیاهچاله گریخت.
این سرعت، بهخودیخود حیرتانگیز است؛ زیرا جریانهایی با چنین سرعتهایی نیازمند میدانهای مغناطیسی بسیار قوی و انرژیهایی عظیم هستند. مشاهدهٔ مستقیم این لحظهٔ زایش، پنجرهٔ تازهای به درک سازوکار جریانهای خروجی در کهکشانهای فعال باز میکند.
شباهت شگفتانگیز مقیاسهای کوچک و بزرگ جهان
اریک کولکرز (Erik Kuulkers)، اخترشناس آژانس فضایی اروپا، دربارهٔ این کشف میگوید:
«با تمرکز روی یک سیاهچالهٔ ابرپرجرم فعال، این دو تلسکوپ چیزهایی پیدا کردند که هرگز پیشتر ندیده بودیم: بادهای فوقسریع و ناگهانی که مستقیم در اثر یک فِلِر ایجاد شدهاند؛ بادهایی که شباهت زیادی به بادهای ناشی از فورانهای خورشیدی دارند.»
او اضافه میکند:
«جالب اینجاست که این نتایج نشان میدهد فیزیک مربوط به خورشید و فیزیک انرژیهای فوقالعاده بالا در اطراف سیاهچالهها ممکن است بسیار شبیه هم عمل کنند؛ آن هم در سراسر جهان، از کوچکترین مقیاسها تا بزرگترین مقیاسها.»
این شباهتها برای اخترفیزیک اهمیت ویژهای دارد. زیرا اگر سازوکار ایجاد بادهای خروجی در خورشید و سیاهچاله تا این حد مشابه باشد، میتوان امیدوار بود که مدلهای فیزیکی مبتنی بر مشاهدات نزدیک خورشید، برای فهم پدیدههای بسیار دورتر و بزرگتر کیهانی نیز به کار آیند.
چرا این کشف مهم است؟
این نخستین مشاهدهٔ مستقیم از لحظهٔ آغاز یک فوران سیاهچالهای و تولد یک جریان فوقسریع است. تاکنون اخترشناسان تنها بادهای شکلگرفته و کامل را میدیدند، اما روند ایجاد و رشد آنها را مشاهده نکرده بودند.
اینبار، درست مانند ثبت فیلم لحظهٔ فوران یک آتشفشان، علم توانسته بهطور لحظهبهلحظه ببیند که انفجار انرژی چگونه محیط اطراف سیاهچاله را متلاطم میکند و بادهایی با سرعتهای سرسامآور پدید میآورد.
این یک گام بزرگ در فهم رفتار سیاهچالههاست؛ اجرامی که نه تنها ماده را میبلعند، بلکه در بسیاری موارد انرژی و ماده را نیز با قدرت از خود دور میکنند و نقش مهمی در شکلگیری و تکامل کهکشانها دارند.
