اندازه‌گیری سرعت بادهای سیاه چاله ای برای اولین بار

به گزارش کلیک ، مطالعات جدید نشان می دهد بادهایی که از یک سیاه چاله در مرکز کهکشان IRAS 13224-۳۸۰۹ سرچشمه می گیرند، تاکنون سریع ترین نمونه این گازها بوده اند، اما بزرگ‌ترین شگفتی اینجاست که این جریان گازی با سرعتی عجیب طی یک ساعت تغییر دما می دهند.

اخترفیزیکدان، فیونا هریسون از دانشگاه صنعتی کالیفرنیا می گوید: "ما میدانیم که سیاه چاله های غول آسا بر محیط کهکشان میزبانشان تاثیر می گذارند و بادهای قدرتمند برخواسته از سیاه چاله ها می تواند یکی از راه های اثرگذاری باشد. تغییر پذیری سریعی که برای اولین بار مشاهده شد، سرنخ هایی را اثبات می کند که این بادها چطور و چه مقدار انرژی را به کهکشان منتقل می کنند."

به لطف مشاهدات NuSTAR ناسا و تلسکوپ XMM-Newton آژانس فضایی اروپا، دانشمندان توانستند بفهمند که این بادها در مرکز IRAS 13224-۳۸۰۹ می توانند تا ۰٫۲۴ برابر سرعت نور یا معادل ۷۱،۰۰۰ کیلومتر بر ساعت حرکت کنند.

این سرعت باعث می شود این گازها در رده ـ همچنین گازهای خروجی فوق سریع ـ ۵ درصد از سریع ترین بادهای شناخته شده در فضا قرار بگیرند.

این بادهای فضایی از کجا می‌آیند؟ برخلاف جریان هوای که ما در روی زمین داریم، جریان های خروجی فوق سریع چیزی شبیه یک سو هاضمه فضایی هستند.

سیاه چاله های غول آسا در مرکز اغلب کهکشان ها قرار دارند و توسط یک قرص برافزایشی(accretion disk) از گاز و غبار احاطه شده است که از آن تغذیه می‌کنند.

اگر سیاه چاله ها مقدار زیادی از این مواد را با سرعت مصرف کنند، این بادهای فوق سریع را به صورت "آروغ" به بیرون می‌فرستند که بسیار قدرتمند نیز هستند.

ارین کارا از دانشگاه مریلند می گوید: "گرچه ما این جریان ها را پیش از این نیز مشاهده کرده بودیم اما این رصد اولین بار است که ما را قادر می‌سازد پرتاب و تغییرات آن را مشاهده کنیم."

آنچه این شناسایی را ممکن ساخت، تمرکز XMM-Newton بر روی سیاه چاله به مدت ۱۷ روز و رصد NuSTAR به مدت ۶ روز بوده است.

این رصد طولانی مدت IRAS 13224-۳۸۰۹ باعث شد دانشمندان تغییرات دمایی این بادها را مشاهده کرده و بفهمند که این تغییرات سریع تر از آن چیزی است که پیش از این تصور می‌شد.

مایکل پارکر از دانشگاه کمبریج می‌گوید: "ما اغلب یک رصد از شی خاص داشتیم و سپس چند ماه یا چند سال بعد دوباره آن را رصد می‌کردیم تا تغییرات آن را ببینیم. به لطف این رصد طولانی مدت ما توانستیم برای اولین بار تغییرات این بادها را در مدت زمانی کمتر از یک ساعت ثبت کنیم."

این تیم توانست با اندازه گیری اشعه ایکس ساطع شده از سیاه چاله، دمای جریان گاز را اندازه گیری کند. تعامل این پرتوهای ایکس با عناصری همچون آهن و منیزیم در این بادها، باعث گرم شدن آن تا دمای بسیار بالایی می شود ـ میلیون ها درجه سلسیوس ـ تا جایی که این بادها دیگر نخواهند توانست اشعه ایکس جذب کنند.

سپس بادها سرد شده و مجدد این توانایی را به دست می آورند که اشعه ایکس جذب کنند و این روند دوباره سریع تر از حد تصور اتفاق می افتد.

محقق ارشد پروژه، اندرو فابیان از دانشگاه کمبریج می گوید: "اثر انگشت شیمیایی این بادها با قدرت اشعه ایکس در کمتر از یک ساعت تغییر کرد و صدها برابر سریع‌تر از مشاهدات قبلی شد."

پارکر نیز در ادامه می گوید "بادهای سیاه چاله ها یک مکانیسم بازخورد هستند که در آن انرژی برآمده از سیاه چاله، رشد کهکشان میزبان را تنظیم می کند."