یک «باد کیهانی» از ۲۰ هزار سال قبل در حال وزیدن است!

به گزارش همشهری آنلاین، به نقل از فرادید: هر کهکشان بزرگ، از جمله کهکشان راه شیری، احتمالاً یک سیاه‌چاله کلان‌جرم در مرکز خود دارد. این غول‌های کیهانی به دلیل توانایی‌شان در بلعیدن هر چیزی که بیش از حد به آن‌ها نزدیک شود، شناخته می‌شوند.

پیش از آنکه گاز و غبار به درون سیاه‌چاله سقوط کنند، به شکل مارپیچی به سوی آن حرکت می‌کنند. هرچه این مواد به سیاه‌چاله نزدیک‌تر می‌شوند، سرعتشان افزایش می‌یابد و انرژی عظیمی تولید می‌کنند. بخشی از این انرژی می‌تواند مقداری از مواد در حال سقوط را به بیرون پرتاب کند و نوعی «باد کیهانی» ایجاد کند. دانشمندان تاکنون چنین بادهایی را در اطراف بسیاری از سیاه‌چاله‌ها مشاهده کرده‌اند، اما سیاه‌چاله کلان‌جرم مرکز راه شیری ظاهراً استثنا به نظر می‌رسید.

اکنون، پس از بیش از پنجاه سال جست‌وجو، پژوهشگران می‌گویند سرانجام شواهدی از یک نسیم ملایم را یافته‌اند که از قلب کهکشان ما می‌وزد. نتایج این پژوهش که ۴ ژوئن منتشر شد، نشان می‌دهد راه شیری چندان هم استثنایی نیست و حتی سیاه‌چاله‌های آرام نیز باد تولید می‌کنند، هرچند این بادها نسبتاً ضعیف هستند.

لنا مورچیکووا، اخترفیزیک‌دان دانشگاه نورث‌وسترن و از نویسندگان این پژوهش، می‌گوید: «ما تاکنون هرگز چنین نسیمی را از یک سیاه‌چاله مشاهده نکرده بودیم. معمولاً فقط پیامدهای فوران‌ها یا فعالیت‌های بسیار خشن را می‌بینیم. اینکه سیاه‌چاله‌ای آرام در جای خود نشسته باشد، اما همچنان بدون هیچ رفتار خشنی در سراسر منطقه انرژی پخش کند، واقعاً جالب و دوست‌داشتنی است».

یکی از دلایل دشواری شناسایی این باد آن است که دیدن مرکز کهکشان از میان انبوه گازها، ستارگان و بقایای کیهانی بسیار سخت است. با این حال، مورچیکووا و مارک گورسکی، اخترفیزیک‌دان دیگر دانشگاه نورث‌وسترن، تصور کردند که با استفاده از روش‌های جدید پردازش داده‌ها می‌توانند تصویر واضح‌تری به دست آورند.

آن‌ها حدود ۱۰۰ ساعت داده رصدی جمع‌آوری‌شده بین سال‌های ۲۰۱۷ تا ۲۰۲۱ توسط تلسکوپ رادیویی «آرایه میلی‌متری و زیرمیلی‌متری آتاکاما» در شیلی را بررسی کردند. سپس برخی طول موج‌های رادیویی را حذف کرده و دقیق‌ترین تصویر تاکنون از گازهای مولکولی سرد پیرامون سیاه‌چاله مرکزی کهکشان راه شیری را تهیه کردند.

این تصویر شکافی مخروطی‌شکل را در میان گازهای اطراف سیاه‌چاله آشکار کرد. طول این حفره حدود سه سال نوری و زاویه گشودگی آن نزدیک به ۴۵ درجه بود. به گفته پژوهشگران، ایجاد چنین فضای خالی بزرگی تنها می‌تواند نتیجه وزش باد داغی باشد که از سیاه‌چاله خارج شده است.

گورسکی توضیح می‌دهد: «اگر مواد بسیار داغ از سیاه‌چاله بیرون رانده شوند، نمی‌توانند در کنار مواد سرد باقی بمانند. این مواد یا گاز سرد را کنار می‌زنند یا آن را گرم می‌کنند. اگر دما بیش از حد بالا برود، دیگر نمی‌توان آن گاز سرد را مشاهده کرد».

نخستین نشانه‌های وجود باد

پژوهشگران نخستین بار در سال ۱۹۷۱، اندکی پس از کشف سیاه‌چاله احتمال دادند که نوعی باد از آن تولید می‌شود. برای تقویت نتایج خود، دانشمندان از داده‌های رصدخانه پرتو ایکس «چاندرا» متعلق به ناسا نیز استفاده کردند. این داده‌ها نشان دادند که پرتوهای ایکس درخشانی که از گازهای بسیار داغ منتشر می‌شوند، دقیقاً از همان ناحیه مخروطی‌شکل سرچشمه می‌گیرند.

گورسکی می‌گوید: «تصویر چاندرا کاملاً با یافته‌های ما منطبق بود. ویژگی‌های مولکولی دقیقاً در جای درست خود قرار داشتند». پژوهشگران برآورد می‌کنند که این باد دست‌کم ۲۰ هزار سال است که در حال وزیدن است. با این حال، در مقایسه با بادهای تولیدشده توسط بسیاری از سیاه‌چاله‌های کلان‌جرم دیگر، نسبتاً ضعیف محسوب می‌شود. این یافته همچنین تأیید می‌کند که این سیاه‌چاله در حال حاضر در یک دوره آرام به سر می‌برد؛ وضعیتی که سیاه‌چاله‌های کلان‌جرم بخش عمده عمر خود را در آن سپری می‌کنند.

ربکا دیزینگ، اخترفیزیک‌دان دانشگاه کلمبیا که در این پژوهش مشارکت نداشته است، می‌گوید: «کشف احتمالی باد خروجی واقعاً اهمیت زیادی دارد. این موضوع نشان می‌دهد سیاه‌چاله کلان‌جرم ما موجودی منحصربه‌فرد نیست و مانند نمونه‌های مشابه در دیگر کهکشان‌ها باد تولید می‌کند».

البته دیزینگ معتقد است برای اثبات قطعی این موضوع به شواهد بیشتری نیاز است. او پیشنهاد می‌کند پژوهش‌های آینده سرعت گازهای خارج‌شونده از این حفره را اندازه‌گیری کنند تا وجود باد با اطمینان بیشتری تأیید شود.

این یافته‌ها می‌توانند به درک بهتر نقش سیاه‌چاله‌ها در شکل‌گیری و تکامل کهکشان‌ها کمک کنند. بادهای ناشی از سیاه‌چاله‌ها گاهی از تشکیل ستارگان جلوگیری می‌کنند، زیرا مانع فشرده شدن توده‌های گازی می‌شوند. در موارد دیگر، همین بادها با متراکم کردن گازها شرایط مناسبی برای زایش ستارگان جدید فراهم می‌کنند.