نوع جدیدی از سیاهچاله های پرجرم در جهان اولیه

بیگ بنگ: ستاره شناسان “آرن اسمیت” و “ولکر بورم” از دانشگاه اوستین تگزاس با همکاری “آوی لوئب” از مرکز اخترفیزیک هاروراد اسمیتسون، شواهدی از تولد نوع جدیدی از سیاهچاله های غیر عادی در جهان اولیه یافتند، آنها مشاهده کردند که کشف اخیر با منابع غیر عادی از اشعه های فشرده که شبیه نیرویی است که با سقوط مستقیم سیاهچاله رخ می دهد، ایجاد می شوند.

یک تصویر بر اساس شبیه سازی ابر کامپیوتری از محیط کیهانی که در آن گازهای اولیه دستخوش فروپاشی شده و به یک سیاهچاله مبدل شدند.

یک تصویر بر اساس شبیه سازی ابر کامپیوتری از محیط کیهانی که در آن گازهای اولیه دستخوش فروپاشی شده و به یک سیاهچاله مبدل شدند.

به گزارش بیگ بنگ، “بورم” گفت این یک شرایط خاص کیهانی است، بر طبق مجموعه ای از شرایط کنونی کمتر از یک میلیارد سال بعد  از بیگ بنگ این سیاهچاله های غول پیکر اجازه ی ادغام داشتند، این تنها زمان در تاریخ کیهان است که شرایط برای شکل گیری سیاهچاله های پر جرم مناسب بود. این سقوط ِ مستقیم پاسخی برای حل یک معمای بزرگ کیهان شناسی است”اینکه چگونه سیاهچاله های بزرگ در مراحل اولیه جهان شکل گرفتند؟

ستاره شناسان تصور می کنند که می دانند سیاهچاله های میلیون ها بار پر جرم تر از خورشید در مرکز کهکشان ها در عصر حاضر، چگونه رشد کرده اند. زمانی که ستاره های پرجرم رمبش کردند، آنها از بذر سیاهچاله ای شکل گرفتند؛ این بذر سیاهچاله ای در آن زمان جرمی حدود صد خورشید داشت. محیط اطراف این اجرام گازی شکل بود که به همین منظور بسیار پرجرم بودند و در نهایت با بذرهای سیاهچاله ای دیگر ادغام شدند، این فرآیند پیوستگی نامیده می شود.

تئوری ادغام سیاهچاله های پرجرم در فواصل دور کیهانی جایی که اختروش ها جوان هستند را شرح نمی دهد. اختروش‌ها یا کوازارها هسته‌های فعال به شدت نورانی کهکشان‌های دوردست هستند و در فاصله ای میلیاردها سال نوری از ما قرار دارند که از ماده ای که به درون سیاهچاله می چرخد، سرچشمه می گیرند و با گرمایی معادل میلیون ها درجه پرتوهای نورانی را در کیهان منتشر می سازند. کهکشان های اولیه ادامه ی نسل اولیه ستارگان ایجاد شده بعد از بیگ بنگ هستند در حالی که این ستاره ها می توانند رمبش کنند و سیاهچاله ها را شکل دهند. در واقع آنها به عنوان غذای اختروش های اولیه نبودند، چون گازی در اطراف آنها برای تغذیه سیاهچاله ها نبود؛ این گاز از طریق بادهایی ستاره ای داغ که تازه شکل گرفته بودند، منتشر می شد.

Supermassiveblackhole_nasajpl-1به گفته ی دانشمندان، روند تولد ستاره های پر جرم دشمن شکل گیری سیاهچاله های پر جرم در جهان اولیه بوده است. “بورم” گفت: ستاره ها بازخوردی ایجاد کردند که به دور ابر گازی اطراف وزیده می شد. در سال ۲۰۰۳ محققان بورم و لوئب ایده ی نظری را ارائه دادند، به عقیده ی آنها کهکشان های اولیه برای شکل گیری یک بذر سیاهچاله ای پر جرم با سرکوب گاز مانع ِ داخل شدن انرژی به درون فرآیند ستاره سازی می شوند که اخترشناسان این فرآیند را “سقوط مستقیم” نامیدند.

بورم افزود: در ابتدا ابر کهن هیدروژن و هلیوم در دریایی از اشعه ی ماورا بنفش، در میدان گرانشی هاله ی ماده تاریک قرار داشتند که معمولا این ابر قادر به سردتر شدن و فرم گیری به ستاره ها میباشد؛ با این حال فوتون ها، مواد ِ فرا بنفش گاز را نگه می دارند در حالی که این مورد هرگونه شکل گیری ستاره ای را توضیح می دهد با این حال یک شرایط خاص وجود دارد و آن رمبش بدون فرم گرفتن است. در نهایت زمانی که گاز فشرده و فشرده تر می شود، در این حالت شرایطی برای شکل گیری سیاهچاله های پرجرم مهیا می شود.

در واقع مجموعه ای از شرایط کیهانی در یک بازه پیچیده ی زمانی نیاز است تا این شرایط مهیا شود. اختروش های مشاهده شده در جهان اولیه شبیه یک نوزاد غول پیکر در اتاق زایمان پر از نوزادهای معمولی هستند. به طور معمول مخزن گاز سرد در کهکشان های راه شیری عمدتا در شکل گیری ستاره ها مصرف می شود، بر طبق نظریه اولین نسل از کهکشان ها یک ستاره پرجرم را در مرکز خود داشتند که بعد از به پایان رسیدن عمرش به یک سیاهچاله تبدیل شده است. از این رو گاز در این محیط برای تغذیه ی سیاهچاله بجای ستاره های معمولی، استفاده شده است.

در بررسی کهکشانی بنام CR7، مشخص شد که یک طیف خاص هیدروژن بنام لیمن آلفا بسیار روشن تر از حد انتظار بود، هلیوم نیز بسیار در این طیف خطی داغ بود و دمای منبع به ۱۰۰۰۰۰ درجه کلوین می رسید. این صفات غیر معمول در این طیف از جمله نزدیکی به عناصر سنگین تر از هلیوم و فاصله ی آنها از منبع و در نتیجه دوره کیهانی آنها به این معنی است که این جرم می توانست یک خوشه ی ستاره ای بنیادین یا به احتمال زیاد یک سیاهچاله پرجرم را بر اثر رمبش تشکیل دهند. شبیه سازی کامپیوتری سناریوی تشکیل خوشه ی ستاره ای را با شکست مواجه کرد، همچنین تلسکوپ فضایی پرتو ایکس چاندرا نیز دو کشف از فروپاشی مستقیم را نامزدهای سیاهچاله های پر جرم مشخص ساخت که با سناریوی دانشمندان همخوانی داشت. جزئیات بیشتر این پژوهش در “یادداشت های ماهانه انجمن نجوم سلطنتی” منتشر شده است.

ترجمه: رامین فخاری/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: astoronomynow.com

image_pdfimage_print
(12 نفر , میانگین : 4٫75 از 5)
لینک کوتاه مقاله : http://bigbangpage.com/?p=52502

رامین فخاری

نویسنده این مطلب: رامین فخاری، دانشجوی کارشناسی برق و قدرت، علاقمند به نجوم، کیهان شناسی، زیست شناسی و تاریخ معاصر می باشد و به عنوان نویسنده در وب سایت بیگ بنگ فعالیت می کند.

شما ممکن است این را هم بپسندید

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *