دانشمندان دو رویداد عظیم کیهانی را همزمان رصد کردند!

بیگ بنگ: دانشمندان یک برخورد عظیم کیهانی را رصد کرده‌اند که همانند آن تاکنون دیده ‌نشده است. در این برخورد دو پدیده از قدرتمندترین پدیده‌های هستی، یک سیاهچاله‌ی پرجرم و دو خوشه‌ی عظیم در حال برخورد، با هم ترکیب می‌شوند تا یک شتاب دهنده‌ی ذرات کیهانی شگفت انگیز بسازند.



ترکیب داده‌های بدست آمده از تلسکوپ فضایی اشعه ایکس چاندرا ناسا، تلسکوپ رادیویی عظیم Metrewave واقع در هند، تلسکوپ‌‌های NRAO و تلسکوپ‌های دیگر به محققان این امکان را داد تا بفهمند زمانی که مواد پس زده‌ شده از یک سیاه چاله‌ی بزرگ توسط ادغام دو خوشه‌ی عظیم به بالا رانده‌ می‌شود، چه اتفاقی می‌افتد. “رینوت ون ویرن” از مرکز اخترفیزیک هاروارد-اسمیتسونین (CFA) در کمبریج گفت: ما هر کدام از این دو پدیده را در مکان های مختلفی به صورت جدا از هم مشاهده کرده‌ایم اما این نخستین باری است که آنها را کنار هم در یک سیستم می‌بینیم.

این پدیده در دو خوشه‌ی کهکشانی در حال برخورد به نام‌های ‌Abell 3411 و Abell 3412 که حدود دو میلیارد سال نوری از زمین فاصله دارد، مشاهده شده است. هر دو خوشه بسیار پر‌جرم می‌باشند و وزنی برابر با یک کادریلیون(یا یک میلیون میلیارد) برابر وزن خورشید دارد. شکل شبیه به دنباله‌دار ِ پرتوهای ایکس دریافت شده در رصدخانه‌ی چاندرا، حاصل از گاز داغ خوشه‌ی کهکشانی در تداخل با گاز داغ خوشه‌ی کهکشانی دیگر است. داده‌های نوری از رصدخانه‌ی کک و تلسکوپ سوباروی ژاپن که هر دو در مائونا کیا در هاوایی قرار دارند، کهکشان‌های موجود در هر خوشه را رصد کرده‌اند.

ابتدا حداقل یک سیاهچاله‌ی پرجرم در حال چرخش در یکی از کهکشان‌های یک قیف مغناطیسی چرخنده تولید کرد. میدان‌های الکترومغناطیسی قوی حاصل از این ساختار، مقداری از گازهای در حال ورود به سیاهچاله را همچون فواره‌ای با سرعت بالا و بسیار پرانرژی از مجاورت سیاهچاله به بیرون می‌راند. سپس ذرات شتاب گرفته‌ی این فواره هنگامی که با امواج شوک عظیم(نسخه‌ی کیهانی انفجار صوتی تولید شده از هواپیماهای مافوق صوت) حاصل از برخورد ابرهای گازی پرجرم دو خوشه‌ی کهکشانی برخورد می‌کنند، دوباره شتاب می‌گیرند.

فیلیپ آندراده-سانتوسکه از نویسندگان همکار در این مقاله استمی‌گوید: این اتفاق تقریبا مشابه با فرستادن یک موشک به مدار پایین زمین و سپس پرتاپ آن به بیرون از منظومه‌ی شمسی با استفاده از یک انفجار موشکی دیگر است. به لطف دوبار وارد کردن انرژی، این ذرات در میان پرانرژی‌ترین ذرات مشاهده شده در هستی می‌باشند. این اکتشاف از رازی طولانی در حوزه‌ی خوشه‌ی کهکشانی درباره‌ی منشا تابش‌های رادیویی چرخان زیبا که در کهکشان های Abell 3411 و Abell 3412 رصد شده بود، پرده برداشت.

بر اساس یافته‌های این تیم تحقیقاتی همراه با امواج شوک که صدها میلیون سال در سراسر خوشه سفر می‌کنند، ذرات دوبار شتاب گرفته‌ تابش‌های رادیویی چرخان زیبا و بزرگی تولید می‌کنند. ویلیام داوسون از لارنس لیورمور آزمایشگاه ملی در لیورمور کالیفرنیا که نویسنده‌ی همکار این پژوهش است می‌گوید: این نتایج نشان می‌دهد که ترکیب بسیارخوب دو پدیده‌ی قدرتمند کارخانه‌های این چنینی شتاب‌دهنده‌ی ذرات را به وجود می‌آورد که از هر چیزی در هستی بزرگتر و قدرتمندتر می‌باشند. اینکه برای فهمیدن این پدیده نیاز به ترکیب بزرگترین رصدخانه‌های دنیا بود کمی شاعرانه است.

این نتایج در دویست و بیست و نهمین نشست انجمن نجوم آمریکا در گریپ وین ارائه شد. مرکز پرواز فضایی مارشال ناسا در هانتسویل، برنامه‌ی چاندرا را برای هیئت مدیره مأموریت علمی ناسا در واشنگتن مدیریت می‌کند. رصدخانه اخترفیزیک اسمیتسونیان در کمبریج، ماساچوست ماموریت‌های فضایی و علمی چاندرا را کنترل می‌کند. جزئیات بیشتر این پژوهش درنشریۀ Nature Astronomy منتشر شده است.

ترجمه: معصومه رحیمی/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: phys.org​