اخترشناسان بزرگ‌ترین جت‌های سیاه‌چاله‌ای را کشف کردند

دانشمندان در اعماق کیهان بزرگ‌ترین جت‌های سیاه‌چاله‌ای با طول ۲۳ میلیون سال نوری را شناسایی کردند. این دو ستون ذره که از یک سیاه‌چاله کلان‌جرم منشأ می‌گیرند، بیش از ۱۰۰ بار بزرگ‌تر از کهکشان ما هستند.

پیش‌ازاین، بزرگ‌ترین جت‌های سیاه‌چاله‌ای متعلق به سیاه‌چاله کهکشان NGC2663 بودند. اما حالا، این جت‌های جدید بیش از ۲۰ برابر بزرگ‌تر از رکورددار قبلی هستند. این جت‌ها را اخترشناسان انستیتو تکنولوژی کالیفرنیا کشف کرده‌اند و آن‌ها را «پورفیریون» (یکی گیگانت‌ها یا غول‌های اساطیر یونانی) نامیده‌اند.

پورفیریون می‌تواند فهم ما را از اکوسیستم ماده ورودی و خروجی کهکشان‌ها افزایش دهد. اما یک معمای مهم نیز درباره آن وجود دارد: چطور چیزی با طول ۲۳ سال نوری این‌چنین صاف است؟

کشف بزرگ‌ترین جت‌های سیاه‌چاله‌ای

اخترشناسان پورفیریون را با استفاده از تلسکوپ LOFAR، شبکه‌ای از حسگرهای رادیویی در کشورهای مختلف شمال اروپا، کشف کردند. تلسکوپ‌های رادیویی قادر به شناسایی نورهای طول موج رادیویی هستند که برای چشمان ما نامرئی‌اند.

در مرکز این دو جت، دانشمندان یک کهکشان، و در مرکز کهکشان، شواهدی از وجود یک سیاه‌چاله کلان‌جرم می‌بینند.

موادی که به‌سمت سیاه‌چاله کشیده می‌شوند، سرنوشتی متفاوت خواهند داشت. برخی از مواد به‌طور کلی بلعیده می‌شوند. برخی از آن‌ها در یک مدار دور سیاه‌چاله می‌گردند و یک دیسک تشکیل می‌دهند. و برخی دیگر در میدان‌های مغناطیسی بزرگ گرفتار می‌شوند. این مواد درنهایت در دو جت با جهت‌های مخالف با سرعت نزدیک به سرعت نور آزاد می‌شوند.

ما جت‌های سیاه‌چاله‌ای دیگری را پیش از این مشاهده کرده بودیم؛ حتی جت‌هایی که میلیون‌ها سال نوری طول داشتند. اما نکته شگفت‌انگیز پورفیریون صافیِ تقریباً بی‌نقص آن است. جت‌های منحنی و زاویه‌دار زیادی در آسمان وجود دارند؛ ازجمله جت‌های کهکشان NGC2663 که دانشمندان آن را «روح‌های رقصنده» نامیده‌اند.

معمای پورفیریون

فرایندهای زیادی هستند که می‌توانند یک جت را منحرف کنند: مانعی مانند یک ابر چگال، تغییر در جهت سیاه‌چاله، میدان‌های مغناطیسی قدرتمند، «بادهای» بین‌کهکشانی که در اثر سقوط کهکشان میزبان در یک ساختار کیهانی بزرگ‌تر ایجاد می‌شوند.

اما به‌نظر می‌رسد که پورفیریون به‌خوبی برای حداقل ۲ میلیارد سال راه خود را از میان این موانع باز کرده است.

این به دو علت یک معمای گیج‌کننده است. اول، این جت اصلاً به ما نزدیک نیست. نور آن حدود ۷ میلیارد سال در راه بوده تا به زمین برسد. ما پورفیریون را در زمانی که جهان فقط ۶ میلیارد سال عمر داشت می‌بینیم. اما در آن زمان کیهان بسیار متراکم‌تر بود. پس موانع محیطی بر سر راه یک جت مستقیم بسیار بیشتر بوده‌اند.

دوم، یک جت که قدرت خود را برای ۲ میلیارد سال ثابت نگه دارد، نیازمند یک تغذیه ثابت است. اما این یعنی سیاه‌چاله در یک محیط بسیار غنی و پر از ابرهای ستاره‌ای قرار داشته است. این نیز یک تناقض است، زیرا این‌جا هم دوباره یک محیط شلوغ به‌معنی موانع بیشتر برای جت مستقیم است.

چگونگی تداوم ۲ میلیارد ساله این جت‌های سیاه‌چاله‌ای غول‌پیکر، یک پرسش حل‌نشده است. شاید شانس در این پدیده دخیل بوده. یا شاید منشأ این جت خصوصیتی دارد که آن را متمرکز نگه می‌دارد. دانشمندان قصد دارند در آینده محیط این جت را با رصدهای بیشتر در طیف‌های نوری متفاوت کاوش کنند.

آن‌ها نتایج فعلی خود را در ژورنال Nature منتشر کرده‌اند.