همکاری سیاهچاله ها و خوشه های کهکشانی برای تولید پر انرژی ترین ذرات عالم

دو میلیارد سال نوری آن طرف تر، دو خوشه کهکشانی در حال برخورد با یکدیگر هستند، و به واسطه تأثیر سیاهچاله ها بر گاز درون این تصادم، مجموعه فوق تبدیل به پرتاب کننده عظیمی شده که پر انرژی ترین ذرات جهان هستی را منتشر می سازد.

در تصویر اصلی این مطلب، چندین فرایند را که به طور همزمان در شکل گیری این اسلحه بین کهکشانی نقش دارند، مشاهده می کنید. بخش آبی که توسط «رصدخانه پرتو اکس چاندرا» به ثبت رسیده، تابش پرتو اکس را از خوشه های کهکشانی در حال برخورد نشان می دهد.

در بیانیه مطبوعاتی رصدخانه چاندرا آمده دو کهکشان فوق، بزرگ ترین سازه های موجود در جهان هستند که از طریق جاذبه گرد هم آمده اند، و وزن هرکدام از آنها بیلیاردها برابر بیشتر از خورشید است.

برخورد این دو کهکشان، باعث می شود ذرات ساطع شده از آنها سریع تر از گاز که با سرعت صوت منتشر می شود، حرکت کنند این وضعیت، امواج شوک را ایجاد می کند، چیزی شبیه آنچه از حرکت جت های جنگنده با سرعتی بیشتر از امواج صوتی در سطح زمین به وجود می آید.

بخش قرمز رنگ تصویر که توسط مجموعه رادیوتلسکوپ های Giant Metrewave در هند به ثبت رسیده، ارتعاشات موج رادیویی از سیاهچاله های عظیم واقع در مرکز این کهکشان ها را نشان می دهد، که در تصویر به رنگ صورتی روشن مشخص هستند.

نکته جالب در این پدیده، زمانی رخ می دهد که سیاهچاله ها و گاز داغ کهکشان ها روی یکدیگر اثر می گذارند. دانشمندان می دانند ابرسیاهچاله ها باعث تسریع ذرات موجود در ابرهای گازی اطراف خود می شوند، اما زمانی که این ذرات سریع با امواج شوک تلاقی کنند، سرعت آنها باز هم افزایش خواهد یافت.

«رینو ون ویرن» اخترفیزیکدان دانشگاه هاروارد و پژوهشگر اصلی این پروژه می گوید «اولین بار است که با چنین پدیده ای، یعنی شتابدهی مضاعف روبرو هستیم که ابتدا سیاهچاله، و سپس امواج شوک در آن نقش دارند.»

حضور این شتابدهنده های عظیم فضایی بدین معناست که شاید ذرات ناشناخته دیگری نیز در فضا تشکیل می شوند، همان چیزی که دانشمندان حاضر در بزرگ ترین شتابدهنده ذره در زمین یعنی «برخورددهنده هادرونی بزرگ» یا LHC برای مشاهده ذره بنیادین اولیه یا «بوزون هیگز» بدان نیاز دارند. «ون ویرن» می گوید:

احتمالاً شتابدهنده های فضایی فوق به سطحی از انرژی دست می یابند که بسیار بیشتر از LHC است، شاید یک میلیون بار بیشتر.

البته محققین ابزاری برای مشاهده و بررسی آنچه در فاصله دو میلیارد سال نوری رخ می دهد، در دست ندارند و احتمالاً هیچگاه به چنین آرزویی دست نخواهند یافت، اما «ون ویرن» هنوز معتقد است پیشرفت های فناوری در آینده ای نزدیک، امکان مشاهده بهتر این شتاب دهنده ها را برای اخترشناسان فراهم خواهند ساخت.

در ادامه می توانید لایه های مختلف تصویر اصلی را مشاهده کنید: