بیگ بنگ: اخترشناسان در دهه 1970 میلادی یک منبع رادیویی فشرده در مرکز کهکشان راه شیری شناسایی کردند و نامش را «کمان A» گذاشتند. پس از چندین دهه مشاهده و گرداوری شواهد، این نظریه مطرح شد که منبع این انتشارهای رادیویی یک سیاهچاله غول‌پیکر است. از آن زمان به بعد، اخترشناسان به این نظریه تاکید داشتند که سیاهچاله‌های غول‌پیکر در قلب هر کهکشان بزرگ در جهان وجود دارند.

به گزارش بیگ بنگ، اکثر مواقع، این سیاهچاله‌ها آرام و نامرئی هستند و همین عامل مشاهدۀ مستقیم آنها را غیرممکن می سازد. اما در طی زمانی که موادی به درون این سیاهچاله‌ها نفوذ پیدا می کند، آنها تشعشعاتی ساطع کرده و می درخشند. ماحصل این کار، آزاد شدن نوری بیشتر از بقیه قسمت‌های کهکشان است. این مراکز درخشان را هسته‌های کهکشانی فعال نامگذاری کردند که قوی‌ترین مدرک برای وجود سیاهچاله‌های غول‌پیکر به شمار می روند. لازم به ذکر است که انفجارهای عظیم نوری مشاهده شده از هسته‌های کهکشانی فعال از خودِ سیاهچاله‌های غول‌پیکر نشات نمی گیرند.

در واقع دانشمندان به این نکته پی بردند که هیچ‌چیز، حتی نور، هم توان گریز از افق رویداد سیاهچاله را ندارد. اما انفجار عظیم تشعشعات که شامل نشر رادیویی، ریزموج، فروسرخ، فرابنفش، پرتو ایکس و پرتو گاما می شود، از مادۀ سردی سرچشمه می گیرند که سیاهچاله‌ها را احاطه می کند. اینها قرص‌های برافزایشی را پدید می آورند که به دور سیاهچاله‌های غول‌پیکر می چرخند و مواد لازم برای تغذیۀ سیاهچاله‌ها را فراهم می کنند. نیروی باورنکردنی گرانش در این ناحیه تا آنجایی مواد این قرص را متراکم می کند تا دمای آن به میلیون‌ها درجه کلوین برسد. این عامل باعث ایجاد تشعشعات درخشان شده و نوعی انرژی الکترومغناطیسی پدید می آورد. توده‌ای از مواد داغ هم در بالای قرص برافزایشی شکل می گیرد و می تواند فوتون‌ها را تا انرژی‌های پرتو ایکس پراکنده نماید.

احتمال دارد قسمت بزرگی از تابش ِ هسته‌های کهکشانی فعال در اثر گاز و گرد و غبار میان ستاره‌ای در نزدیکی قرص برافزایشی انسداد پیدا کند، اما این حجم از تابش در قالب نور فروسرخ بازتاب می یابد. بدین ترتیب، قسمت اعظم طیف الکترومغناطیسی از طریق برهمکنش ماده سرد با سیاهچاله‌های غول‌پیکر ایجاد می شود. برهمکنش میان میدان مغناطیسیِ در حالِ چرخش سیاهچاله غول‌پیکر و قرص برافزایشی منجر به تولید جت‌های مغناطیسی قدرتمندی می شود که مواد را با سرعت نور در بالا و پایین سیاهچاله منعکس می کنند. این جت‌ها می توانند صدها هزار سال نوری گستردگی یابند و دومین منبع بالقوۀ تابش مشاهده شده هستند.

دانشمندان هسته‌های کهکشانی فعال را عمدتا به دو دسته تقسیم می کنند که از آنها با عناوین هسته‌های رادیویی آرام و هسته‌های رادیویی پر سروصدا یاد می شود. دسته رادیویی پر سروصدا به آن دسته از هسته‌های کهکشانی فعال اطلاق می شود که تابش‌های رادیویی آنها بر اثر جت‌ و قرص برافزایشی تولید می شود. هسته‌های کهکشانی رادیویی آرام ساده‌تر هستند؛ طوری که انتشار جت در آنها قابل اغماض و ناچیز است. «کارل سیفرت» نخستین دستۀ هسته‌های کهکشانی فعال را در سال 1943 مورد شناسایی قرار داد و نام او بر روی این اجرام گذاشته شد.

«کهکشان های سیفرت» نوعی از هسته‌های کهکشانی فعال هستند که به خاطر خطوط تابش‌شان شناخته شده و به دو دسته تقسیم می شوند. کهکشان‌های سیفرت نوع اول دارای خطوط تابش نوری باریک و پهن هستند که وجود ابرهایی از گاز چگال در آنها را اثبات می کند. سرعت گاز در نزدیکی هسته بین 1000 تا 5000 کیلومتر بر ثانیه تخمین زده می شود. کهکشان‌های سیفرت نوع دوم فقط خطوط تابش باریکی دارند. این خطوط باریک در اثر ابرهای گازی چگالی به وجود می آیند که در فاصله زیادی از هسته قرار دارند و سرعت گاز آنها به 500 تا 1000 کیلومتر بر ثانیه می رسد. علاوه بر سیفرت، زیر مجموعه‌های دیگری از کهکشان‌های رادیویی آرام وجود دارد که از جمله آنها میتوان به اختروش‌ها و LINER ها اشاره کرد.

کهکشان‌های ناحیه خط تابش هسته یونش پایین(LINER ها) شباهت زیادی به کهکشان‌های سیفرت نوع دوم دارند و تنها تفاوت شان در خطوط یونش پایین آنهاست که قدری قوی هستند. این کهکشان‌ها کم فروغ‌ترین هسته‌های کهکشانی در جهان به شمار می آیند و یک سری مباحث بحث برانگیز در خصوص آنها وجود دارد.

کهکشانهای رادیویی پر سر و صدا نیز به دسته‌هایی نظیر کهکشان‌های رادیویی، اختروش‌ها و بلازارها تقسیم می شوند. همانطور که از نام کهکشان‌های رادیویی پیداست، آنها یک سری کهکشان‌های بیضوی هستند که امواج رادیویی قدرتمندی را منتشر می سازند. اختروش‌ها درخشان‌ترین نوع هسته‌های کهکشانی فعال می باشند که طیف‌هایی مشابه با کهکشان‌های سیفرت دارند. با این حال، تفاوت ِ عمده‌شان این است که ویژگی‌های جذب ستاره‌ای‌شان ضعیف است (یعنی احتمالا گازی با تراکم پایین دارند) و خطوط تابش باریک آنها ضعیف‌تر از خطوط وسیعِ مشاهده شده در کهکشان‌های سیفرت است.

بلازارها دستۀ متغیری از هسته‌های کهکشانی فعال هستند که منابع رادیویی تلقی می شوند، اما خطوط تابشی را در طیف‌هایشان نشان نمی دهند. از منظر تاریخی، ویژگی‌هایی در مراکز کهکشان‌ها مشاهده شده است که هسته‌های کهکشانی فعال نامگذاری شده‌اند. برای مثال، هر زمان بتوان قرص برافزایشی را به طور مستقیم مشاهده کرد، تابش‌های نوری – هسته ای را هم می توان دید. هر زمان قرص برافزایشی توسط گاز و گرد و غبار در نزدیکی هسته مسدود شود، امکان ِ شناسایی هسته کهکشانی فعال با انتشار فروسرخ آن فراهم می آید.

همچنین، خطوط تابش نوری پهن و باریکی وجود دارند که با انواع مختلفی از هسته‌های کهکشانی فعال مرتبط می باشند. در مورد اول، این خطوط زمانی تولید می شوند که ماده سرد به سیاهچاله نزدیک باشد و نتیجه مواد چرخنده به دور سیاهچاله با سرعت‌های بالا هستند.

اکنون نوبت به معرفی تابش‌های پیوستۀ رادیویی و پرتو ایکس است. تابش‌های رادیویی همواره توسط جت‌ها ایجاد می شوند، اما تابش‌های پرتو ایکس می توانند از توده داغ یا جت شکل بگیرند. در نهایت، یک سری تابش‌های خط پرتو ایکس وجود دارد که وقتی به وقوع می پیوندند که تابش‌های پرتو ایکس بتوانند مادۀ سنگین سرد را روشن کنند. در کهکشان راه شیری، مشاهده فعلی حاکی از آن بوده است که مقداری از مواد تجمع یافته در «کمان A» با یک هستۀ کهکشانی غیرفعال سازگاری دارد. این نظریه مطرح شده است که کهشکان در گذشته یک هسته فعال داشت اما وارد فاز رادیویی آرام شده است. شاید در چند میلیون سال آینده دوباره فعال شود.

زمانی که کهکشان آندرومدا در چند میلیارد سال آینده با کهکشان ما ادغام شود، سیاهچاله غول‌پیکر واقع در مرکز آن با سیاهچاله کهکشان ما ادغام می شود و یک سیاهچاله عظیم‌تر و قوی‌تر شکل می گیرد. کشف هسته‌های کهکشانی فعال این اجازه را به اخترشناسان داده است تا دسته های مختلفی از کهکشان‌ها را گروه‌بندی کند و همچنین زمینه را برای پی بردن به اندازه یک کهکشان با رفتار هسته آن مهیا کرده است. علاوه بر این، اخترشناسان توانسته‌اند دریابند کدام کهکشان‌ها در گذشته ادغام شده‌اند و چه اتفاقی در آینده‌ای دور برای کهکشان خودمان رخ می دهد.

ترجمه: منصور نقی لو/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: universetoday.com