جت پرانرژی M87 با جزئیات بیسابقه دیده شد
جت پرانرژی کهکشان M87 یکی از شگفتانگیزترین پدیدههای کیهانی است که سالها توجه اخترشناسان را به خود جلب کرده است. اکنون گروهی بینالمللی از پژوهشگران با ترکیب دادههای چندین ساله تلسکوپ پرتو ایکس چاندرا و استفاده از روشهای پیشرفته پردازش تصویر، موفق شدهاند دقیقترین نمای پرتو ایکس از این جت را تاکنون ایجاد کنند.
این پژوهش به دانشمندان کمک میکند تا بهتر درک کنند انرژی تولیدشده در نزدیکی یک سیاهچاله کلانجرم چگونه به وسیله جتهای قدرتمند به فضای اطراف منتقل میشود و چه فرآیندهایی باعث شکلگیری و تغییر این ساختارهای عظیم میشوند.
جت عظیم سیاهچالهای در قلب کهکشان M87
کهکشان M87 در فاصله حدود ۵۵ میلیون سال نوری از زمین قرار دارد و میزبان یکی از مشهورترین سیاهچالههای کلانجرم جهان است. این سیاهچاله در سال ۲۰۱۹ توسط تلسکوپ افق رویداد (Event Horizon Telescope) برای نخستین بار تصویربرداری شد و به یکی از نمادهای پژوهشهای مربوط به سیاهچالهها تبدیل شد.
مانند بسیاری از سیاهچالههای کلانجرم، مادهای که به سمت سیاهچاله کشیده میشود، پیش از سقوط نهایی، صفحهای چرخان به نام «قرص برافزایشی» تشکیل میدهد. حرکت سریع این ماده باعث آزاد شدن مقدار عظیمی انرژی میشود. بخشی از این انرژی از قطبهای سیاهچاله به شکل جریانهایی از ذرات پرسرعت خارج میشود که به آنها جت پرانرژی M87 گفته میشود.
این جتها میتوانند هزاران سال نوری در فضا امتداد پیدا کنند و نقش مهمی در تعامل سیاهچاله با محیط اطراف خود داشته باشند.
تلسکوپ چاندرا جزئیات پنهان جت پرانرژی M87 را آشکار کرد
تلسکوپ فضایی پرتو ایکس چاندرا بین سالهای ۲۰۱۲ تا ۲۰۲۵ بارها جت سیاهچاله M87 را بررسی کرد. با این حال، پیش از این دانشمندان نمیتوانستند برخی جزئیات ساختاری این جت را در طول موج پرتو ایکس با وضوح بالا مشاهده کنند.
پژوهشگران با استفاده از تکنیکی به نام «واگشایی تصویر» یا Deconvolution توانستند بخشهایی از تصویر را که پیشتر در هم ترکیب شده بودند، جدا کنند. نتیجه این کار، تصویری بسیار واضحتر بود که با مشاهدات تلسکوپهای هابل و جیمز وب در نور مرئی و فروسرخ هماهنگی بیشتری داشت.
این وضوح جدید به دانشمندان اجازه میدهد تغییرات جت را در طول بیش از یک دهه با دقت بیشتری بررسی کنند.
حرکتهای سریع و پیچیده در جت پرانرژی M87
تصاویر جدید نشان دادند که جت سیاهچاله M87 ساختاری بسیار پیچیدهتر و پویاتر از آن چیزی دارد که پیشتر تصور میشد. برخی بخشهای جت تقریباً ثابت به نظر میرسند، در حالی که قسمتهای دیگر با سرعت زیادی حرکت میکنند.
یکی از سریعترین بخشها حرکتی دارد که از دید ناظر زمینی تقریباً پنج برابر سرعت نور به نظر میرسد. این پدیده که «حرکت ابرنوری» نام دارد، به دلیل یک خطای دید ایجاد میشود. در واقع ماده نمیتواند سریعتر از نور حرکت کند، اما وقتی ذراتی نزدیک به سرعت نور در جهت زمین حرکت میکنند، چنین اثری دیده میشود.
این پدیده به اخترشناسان امکان میدهد تغییرات یک ساختار بسیار دوردست را در بازه زمانی زندگی انسانها بررسی کنند.
نقش میدانهای مغناطیسی در شکلگیری جت کیهانی
بررسیهای جدید همچنین تغییرات روشنایی و حرکت بخشهای مختلف جت را آشکار کرده است. نتایج نشان میدهد برخورد جریانهای مختلف ماده درون جت میتواند باعث ایجاد شوکهایی شود؛ فرآیندی مشابه ایجاد موج صوتی هنگام شکستن دیوار صوتی توسط هواپیما.
مدلهای رایانهای که این برخوردها را شبیهسازی میکنند، با مشاهدات جدید هماهنگ هستند. پژوهشگران همچنین دریافتند میدانهای مغناطیسی اطراف جت نقش مهمی در تعیین ساختار و رفتار آن دارند.
به گفته محققان، این میدانها به تنظیم حرکت ذرات پرانرژی کمک میکنند و در انتقال انرژی از نزدیکی سیاهچاله به فضای میانکهکشانی نقش دارند.
اهمیت مطالعه جت پرانرژی M87 برای شناخت جهان
مطالعه جت پرانرژی M87 تنها درباره یک پدیده دوردست فضایی نیست؛ بلکه به دانشمندان کمک میکند فرآیندهای بنیادی در جهان را بهتر بشناسند. سیاهچالههای کلانجرم میتوانند بر محیط اطراف خود تأثیر زیادی بگذارند و جریانهای انرژی ایجادشده توسط آنها ممکن است در تکامل کهکشانها نقش داشته باشند.
تصاویر جدید چاندرا نشان میدهد که این تلسکوپ همچنان ابزاری قدرتمند برای بررسی تغییرات طولانیمدت پدیدههای شدید کیهانی است.
پژوهشگران امیدوارند با ادامه بررسیهای دقیقتر، اطلاعات بیشتری درباره چگونگی تولید، حرکت و انتقال انرژی در این جتهای عظیم به دست آورند.
