فرایند ستاره‌زایی و جرم سیاهچاله‌های غول‌پیکر

بيگ بنگ/ اخترشناساني که درباره چگونگي شکل‌گيري تکامل ستارگان در کيهان تحقيق مي‌کنند، کشف کردند کهکشان‌هاي ساکن (کهکشان‌هايي که در حال حاضر بسياري از ستاره‌هاي جديد را نمي‌سازند) غالباً هسته‌هاي کهکشاني فعالي، دارند. در تصوير بالا محتواي ستاره‌ايِ جهان کنوني که صد ميليون سال نوري گستردگي دارد، شبيه‌سازي شده است. اخترشناسان از اين شبيه‌سازي براي بررسي چگونگي خاموشيِ فرايند ستاره‌زايي به دليل تجمع در سياهچاله‌هاي غول‌پيکر استفاده کرده‌اند. اخترشناسان با بررسي اين فرايند دريافتند که آن دسته از کهکشان‌هايي که در حال حاضر در ايجاد ستاره‌هاي زياد نقش چنداني ندارند، داراي هسته‌هاي کهکشاني فعالي هستند. اين “هسته‌هاي کهکشاني فعال” مواد را در داخل ديسک‌هايي انباشت مي‌کنند. انرژي حاصل از اين فرايند در قالب تابش‌هاي مهيب يا جت‌هايي از ذرات به بيرون انتشار پيدا مي‌کند. اين جت‌هاي ذرات مي‌توانند با سرعتي نزديک به سرعت نور حرکت کنند. اين گمانه‌زني مطرح است که انفجارهاي فوق‌الذکر باعث بروز جريان بيروني گاز تا هزاران سال نوري مي‌شوند. در پي اين اتفاق، مواد ستاره‌زايي بالقوه به نوعي دچار اختلال مي‌شوند. اين مکانيزم به نوعي محدودکننده است، زيرا عملِ پراکندگي سرانجام باعث محدود شدن تجمع گاز در خود سياهچاله مي‌شود. البته مکانيزم‌هاي ديگري هم در اين بين پيشنهاد شده است. مثلاً مي‌گويند ايجاد ابرنواختر در طي فرايند ستاره‌زايي مي‌تواند دخيل باشد؛ يک عده هم بادهاي قدرتمند ستاره‌اي را مسئول مي‌دانند. محققان سخت در تلاش‌اند تا با تحقيقات خود صحت و ثقم اين آلترناتيوها را بررسي کنند. اخترشناسان مرکز اخترفيزيک هاروارد-اسميت‌سونيان(CfA) به نام‌هاي برايان تزاراس، رينار واينبرگر، لارس هرنکوئيست و همکاران‌شان از شبيه‌سازي هيدروديناميک بزرگ-مقياس موسوم به IllustrisTNG براي بررسي مراحل توسعه کهکشان‌ها و سياهچاله‌هايشان استفاده کردند. آنان رابطه ميان بازخورد سياهچاله و سرکوب فرايند ستاره‌زايي را نيز مورد توجه ويژه قرار دادند. اگرچه کماکان جزئيات تجمع مواد در سياهچاله‌ها به خوبي درک نشده است، اما شبيه‌سازي اين فرصت را به دانشمندان مي‌دهد تا طيف وسيعي از آلترناتيوها را آزمايش کنند. بر اساس يافته‌هاي دانشمندان، کهکشان‌هاي موجود در جهان محلي که بيش از ۱۰ ميليارد ستاره دارند، به محض اينکه انرژي بادي حاصل از انباشت مواد در سياهچاله در آنها بزرگتر از انرژي گرانشي موجود در گازها شود، فرايند ستاره‌زايي متوقف يا کُند مي‌شود. اين اتفاق زماني مي‌تواند روي دهد که جرم سياهچاله‎هاي غول‌پيکر از ۱۶۰ ميليون برابر جرم خورشيد تجاوز کند. ۹۰ درصد کهکشان‌هايي که داراي سياهچاله‌هاي کوچکتري هستند، به شدت مشغول ستاره‌زايي هستند و ۹۰ درصد کهکشان‌هايي که سياهچاله‌هاي بزرگتري را در دل خود جاي داده‌اند، آرام و غيرفعال‌اند. تيم محققان نتايج شبيه‌سازي‌ها را با مشاهده ۹۱ کهکشان مقايسه کرده و به تطابق خوبي رسيدند. با اين حال، مشاهدات از طيف عظيمي از رفتارها حکايت دارند. جزئيات بيشتر اين پژوهش در Monthly Notices of the Royal Astronomical Society منتشر شده است.

به پيج اينستاگرامي «آخرين خبر» بپيونديد

instagram.com/akharinkhabar