اخترنمایی با ده تریلیون درجه گرما ستاره شناسان را متحیر کرده است

منتشر شده توسط حمیدی در فروردین ۲۹, ۱۳۹۵

موضوعات

نجوم و هوا فضا

برچسب ها

تصویری از یک اخترنما از دید یک نقاش. ولفگانگ استفن

یک تلسکوپ فضایی که اخیراً به کار گرفته شده است به سرعت توانسته با کشف اخترنمایی بسیار گرم انتظارها را برآورده سازد. اخترنمای کشف شده متشکل از خاک و گاز در اطراف یک سیاهچاله است که شعاع های گرمایی هفتاد برابر گرم تر از چیزی که تصور می شد را از خود ساطع می کند.

رادیوآسترون (RadioAstron) از این جهت در میان تلسکوپهای فضایی خاص است که در طول موج امواج رادیویی کار می کند. با وجود کوچک بودن این تلسکوپ در مقایسه با بشقابهای عظیم الجثه ی زمینی (با قطر 10 متر) می توان آنرا با ابزارهای زمینی که در طول موج مشابهی کار می کنند ترکیب کرد. به این ترتیب تصویری که حاصل می شود دقتی برابر با تصویر حاصل از تلسکوپیست که طولی برابر فاصله ی بین تلسکوپ فضایی و ابزار زمینی دارد یعنی بسیار بیش از دقت بشقابهای زمینی که در دو سوی دنیا باهم ارتباط دارند.

از نخستین هدفهای این ابزار خارق العاده اخترنمای (کوازار) 3C 273 بود که یکی از پر نورترین اشیاء بسیار درخشانی بود که در دانشمندان در حال مطالعه داشتند. با وجود آنکه اخترنمای 3C 273 چهار تریلیون بار روشن تر از خورشید ماست مطالعه ی آن بدلیل فاصله ی 2.4 میلیارد سال نوری از ما و واقع شدن در مرکز یک کهکشان بیضوی غول پیکر مشکل بود.

چیزی به آن اندازه روشن قطعاً گرمایی فوق العاده دارد و 3C 273 هم از این قاعده مستثنا نیست. طبق مدلهای پیشین امکان ندارد دما بالاتر از 100 میلیارد درجه ی کلوین رود زیرا در این دما الکترونها در فرآیندی به نام فاجعه ی معکوس کامتون تشعشعاتی گسیل می کنند که به سرعت آنها را سرد می کند. اما در نشریه ی فیزیک نجومی یک گروه بین المللی از دانشمندان به دمایی خارق العاده ی اخترنمای 3C 273 اشاره نمودند.

دانشمند فعال در پروژه ی رادیوآسترون، دکتر یوری کووالف در این مورد می گوید: “ما دمای موثر هسته ی این اخترنما را بیش از ده تریلیون درجه کلوین تخمین می زنیم. توضیح این نتیجه با توجه به میزان دانش کنونی ما در مورد تشعشعات اخترنماها بسیار دشوار و چالش برانگیز است.”

رادیوآسترون در ترکیب با تلسکوپهای زمینی نظیر آرسیبو و آرایه ی بسیار بزرگ (عنوان مجموعه رادیو تلسکوپهایی در نیومکزیکو آمریکا) تشعشعات 3C 273 را در طول موجهای 18، 6.2 و 1.35 سانتیمتر (7، 2.4 و 0.5 اینچ) مورد بررسی قرار داد و در نتیجه هم دمای کلی بین 7 تا 14 تریلیون درجه را در مورد تشعشعات این اخترنما تخمین زد و هم شالوده ی تشعشعات آن را تا حدی تصویر کرد.

اخترنمایی از دید تلسکوپ هابل. دقت تصویر تلسکوپهای ترکیبی زمینی و فضایی بسیار بیش از این است.

کووالف در صحبتی دیگر چنین گفت: “تنها این سیستم زمینی-فضایی ترکیبیست که چنین دمایی را نشان داده است و حالا می توانیم چگونه محیط اطرافمان می تواند به چنین دماهایی دست یابد. این نتیجه با توجه به دانش کنونی ما در مورد تشعشعات اخترنماها بسیار چالش برانگیز است.”

دقت بالای تصویر تلسکوپهای ترکیبی به قدری بود که گروه تحقیقاتی توانست اثرات پراکنش را در تغییرات رسانه ی یونیزه ی بین ستاره ای درون کهکشان راه شیری آشکار سازد. دکتر مایکل جانسون از مرکز فیزیک نجومی هاروارد-اسمیتسونیان و مدیر این تحقیق عقیده دارد: “اینکار مانند نگاه کردن هوای متلاطم و گرم بالای یک شمع روشن است. ما پیش از این هیچوقت نتوانسته بودیم اعوجاج یک شی فراکهکشانی را به این صورت مشاهده کنیم.”

محققان این مطالعه توضیح می دهند در بازه های زمانی طولانی (از چند روز گرفته تا چند ماه) پراکنش در تراکمهای تصویر اتفاق افتاده و نتیجتاً دمای تخمین زده شده از روشنایی ظاهری کمتر خواهد شد. این یکی از دلایل عدم تشخیص دماهای فوق العاده بالا در گذشته بوده است. در بازه های زمانی کوتاه تر پراکنش اثری به نام شالوده ی انکساری را به شکل نقاط روشن و تاریک روی تصویر ایجاد می کند.

رادیوآسترون از سال 2011 در فضا بوده است اما زمانی زیادی برای تحلیل نخستین یافته های این تلسکوپ مورد نیاز بوده است. با توجه به اینکه بیشینه فاصله ی بین این تلسکوپ و تلسکوپهای زمینی بیش از دو برابر 171000 کیلومتریست که در این تحقیق استفاده شده است دانشمندان بی صبرانه منتظرند ببینند در صورت استفاده از حداکثر توان این تلسکوپ چه دستآوردهایی خواهند داشت.