7 دقیقه
یک رقص نادر کیهانی کشف شده است: سه کهکشان که هر یک دارای یک هسته فعال کهکشانی (AGN) هستند، در یک سامانه در حال تعامل دیده میشوند. این کشف از یک سیگنال نامتعارف در طیف فروسرخ که توسط رصدخانه میدانگسترده فروسرخ WISE شناسایی شد آغاز گردید و پس از رصدهای تکمیلی که ساختار و فعالیت سهگانه را آشکار کرد، تایید شد. این مجموعه نه تنها از نظر مشاهدهای جذاب است، بلکه اطلاعات ارزشمندی درباره فرایندهای دینامیکی و سوخترسانی به سیاهچالههای اَبَرسنگین فراهم میآورد.
دو همسایه نزدیک — و یک سوم شگفتآور
تصاویر اولیه نشان میدادند که دو کهکشان در لبههای خود با یکدیگر همپوشانی دارند و هر یک توسط هسته فعال خود تغذیه میشوند. بررسیهای دقیقتر نشان داد که فاصله میان این دو هستهٔ مرکزی در حدود 74,000 سال نوری است؛ فاصلهای که به اندازهٔ کافی نزدیک است تا این جفت را در مراحل اولیهٔ ادغام قرار دهد. در چنین فاصلههایی، نیروی گرانش متقابل میتواند گاز و گردوغبار را به سوی مرکزها هدایت کند و فعالیت هستهای را تشدید نماید.
اما ماجرا به همینجا ختم نمیشود: یک کهکشان سوم با یک هسته فعال روشن در فاصلهای حدود 316,000 سال نوری از زوج مرکزی قرار دارد و شواهدی از اتصال فیزیکی میان آن و دو کهکشان داخلی بهصورت یک دُم کشندی گازی دیده میشود که بهسوی زوج مرکزی جریان دارد. این ستون یا روبان گازی ـ که بهعنوان یک «دُم کشندی» یا انتهای گرانشی شناخته میشود ـ نقش مدرک قوی را ایفا میکند؛ زیرا نشان میدهد که ارتباط گرانشی و تبادل جرم بین عضوهای دوردست و زوج نزدیک برقرار است و این سامانه را بهعنوان یک نمونهٔ واقعی از سیستم سهتاییِ دارای هستههای فعال تایید میکند.
وجود چنین دُمهای کشندی (tidal tails) نشاندهندهٔ انتقال ماده و لحظههایی از تاریخچهٔ پویای کهکشانها است؛ این ساختارها میتوانند حامل گاز سرد، ستارگان جوان و گردوغبار باشند و مسیر واضحی برای حرکت ماده از یک کهکشان به دیگری فراهم کنند، امری که در فهم تغذیهٔ سیاهچالهها و تحریک فعالیت AGN بسیار مهم است.
چرا اخترشناسان به ادغامهای سهگانه اهمیت میدهند
ادغام سهگانهٔ کهکشانها پدیدهای بسیار نادر و در عین حال علمی ارزشمند است. وقتی چند کهکشان با هم درگیر میشوند، سیاهچالههای اَبَرسنگین مرکزی آنها میتوانند بهخوبی سوختگیری شوند و بهصورت هستههای فعال کهکشانی درآیند؛ پدیدهای که در مشاهدات اینفرارد، نوری، ایکس-ری و رادیویی قابل ردیابی است. این محیطهای پویای سهتایی آزمایشگاهی طبیعی برای مطالعهٔ رشد و تعامل سیاهچالهها، نحوهٔ انتقال و توزیع گاز بین کهکشانها، و فرآیندهای بازخوردی (feedback) هستند که میتوانند تشکیل ستاره را خاموش یا تحریک کنند.
مشاهدهٔ سه هستهٔ فعال در یک سامانه به مدلهای نظری دربارهٔ سوخترسانی سیاهچالهها، مکانیزمهای بازخورد انرژی (مانند بادها و جتها) و مسیرهای احتمالی تشکیل سامانههای دویا چندگانهٔ سیاهچاله کمک میکند. برای نمونه، وجود سه هسته فعال میتواند نشاندهندهٔ مرحلهای از تاریخ تکامل کهکشان باشد که در آن پویایی مداری و انتقال جرم پیچیده بهسرعت رخ میدهد و احتمال تشکیل یک جفت یا سهگانهٔ بستهٔ سیاهچاله در آیندهٔ کیهانی افزایش مییابد.
علاوه بر این، مطالعهٔ این گونه سامانهها برای دانش دربارهٔ فراوانی ادغامهای چندگانه در محیطهای مختلف کیهانی (مانند خوشهها و گروههای کهکشانی)، و تأثیر آنها بر ردهبندی کهکشانها و فرایندهای ستارهزایی بسیار مهم است. دادههای مربوط به چنین رویدادهایی به بهبود توصیفهای شبیهسازیهای عددی از تکامل کهکشانها و پیشبینی رخدادهای آیندهٔ امواج گرانشی احتمالی (در صورت تشکیل جفتهای نزدیک سیاهچاله) کمک میکند.
From discovery to a multiwavelength campaign
این سامانه در دادههای فروسرخ WISE علامتگذاری شد، زیرا هستههای فعال کهکشانی که توسط گردوغبار پنهان شدهاند در طولموجهای فروسرخ برجسته میشوند. گردوغبار گرم و گاز پیرامون AGN میتوانند تابش فروسرخ شدیدی تولید کنند که در بررسیهای اینطوری بهعنوان شاخصی قابل تشخیص عمل میکند. پس از این تشخیص اولیه، پژوهشگران از تلسکوپها و رصدخانههای متعددی در طول طیف الکترومغناطیسی استفاده کردند تا سه هستهٔ فعال را تایید و دُم کشندی گازی را ردگیری کنند.
کمپین رصدی چندطیفی (multiwavelength) شامل رصدهای نوری برای تصویربرداری ساختارهای ستارهای، دادههای طیفسنجی برای اندازهگیری سرعتها و جابجاییهای خطی، مشاهدات ایکس‑ری برای تشخیص تابش پرانرژی که معمولاً با AGN مرتبط است و رصدهای رادیویی برای شناسایی جتها و ساختارهای ناشی از بازخورد میشود. این ترکیب چندجانبه به پژوهشگران اجازه داد تا هم فعالیت هستهها را جداگانه تحلیل کنند و هم ارتباط دینامیکی میان اجزای سامانه را نقشهبرداری نمایند.
تیم تحقیق تأکید میکند که یافتن چنین سامانههایی نیازمند یک استراتژی انتخابی متنوع است: بررسیهای فروسرخ میتوانند نامزدها را آشکار کنند، اما تأیید نهایی اغلب به رصدهای نوری، ایکس‑ری و رادیویی وابسته است تا بتوان فعالیت AGN را بهدرستی تفکیک کرد و اتصالات گرانشی و انتقال ماده را تعیین نمود. در بسیاری از موارد، شواهدی مانند خطوط انتشار گازی جابجا شده، تغییرات نور در پهنای خطها، و ساختارهای کشندی گرانشی، نقش قاطع در تأیید تاریخچهٔ تعاملی سامانه دارند.
What comes next
گامهای بعدی شامل انجام رصدهای عمیقتر و با وضوح بالاتر در چندین طولموج است تا بتوان جرم سیاهچالهها، سینماتیک گاز و نرخهای تشکیل ستارهٔ ناشی از تعامل را اندازهگیری کرد. تعیین جرمهای سیاهچاله با استفاده از روشهای طیفسنجی و اندازهگیری سرعتهای گازی و ستارهای، و نیز برآورد نرخهای جذب ماده (accretion rates)، از اهداف کلیدی پژوهشهای بعدی هستند.
علاوه بر این، نقشهبرداری جزئیات دُم کشندی با رصدهای رادیویی و طیفهای نوری میتواند منجر به درک بهتر مسیرهای انتقال گاز سرد شود که در نهایت سوخت سازندهٔ ستارهها و تغذیهٔ هستهها را فراهم میآورد. بررسی میزان ستارهزایی تحریکشده در بخشهای مختلف سامانه نیز به شناخت تأثیر ادغامها بر تحول کهکشانی کمک خواهد کرد.
دادههای حاصل از این رصدها به بهبود روشهای جستجوی دیگر سامانههای سهتاییِ پنهان کمک میکنند و آمار دقیقتری از فراوانی این نوع ادغامها در زمینهٔ چگالیهای مختلف کیهانی فراهم میآورند. این اطلاعات برای پر کردن شکافهای موجود میان مشاهدات و شبیهسازیهای عددی بسیار باارزش است و میتواند دیدگاه ما را دربارهٔ نقش ادغامهای چندتایی در رشد ساختارهای بزرگمقیاس کیهان تقویت کند.
Quote from the team
همانطور که تیم پژوهشی اشاره میکند، تایید یک سامانهٔ سهتایی پیوسته از AGNها هم نادر بودن این پدیده را نشان میدهد و هم اهمیت تلفیق ابزارهای کشف فروسرخ با رصدهای پیگیر در طولموجهای مختلف را برای آشکارسازی چنین سامانههایی برجسته میسازد. این ترکیب روشها امکان شناسایی نامزدها و سپس بررسی دقیق ساختارها و اتصالات دینامیکی را فراهم میآورد.
در بیانیهٔ تیم آمده است که یافتن نمونههای بیشتر از این نوع میتواند دریچهای نو به سوی مطالعهٔ تعاملات میان سیاهچالهها و محیط آنها باز کند؛ از جمله شواهدی پیرامون اینکه چگونه ادغامها میتوانند موجب فعالشدن یا خاموشسازی AGNها شوند و چه تاثیری بر تاریخچهٔ تشکیل ستاره و تحول کهکشانها میگذارند. پژوهشگران امیدوارند با رصدهای آینده و گسترش نمونههای مشاهدهای، بتوانند مدلهای نظری مربوط به سوخترسانی سیاهچالهها، بازخورد AGN و تشکیل سامانههای چندسیاهچالهای را به شکل ملموستری آزمایش کنند.
منبع: sciencealert
نظرات
سیتیلاین
یه بار تو یه عکس آرشیو دیدم چیزی شبیه اینو، اگه واقعیه و سه AGN واقعی باشن، مسیر تکاملشون میتونه هیجانانگیز باشه...
آستروست
نمونه عالی برای تست شبیهسازی ها؛ منتظرم جرم سیاهچاله و سینماتیک گاز رو ببینم، اطلاعات بیشتر لازمه
دیتاپالس
چی؟ سه AGN تو یه سامانه؟ واقعا نادره، کلی سوال تو سرم مونده... چطور این همه گاز سر راه هم قرار گرفته؟
ارسال نظر