کوازارها زیر ذره‌بین تلسکوپ «MeerKAT»: ۱۰۴ تا ستاره‌مانند، کلی کشف جدید!

خب رفقا، بیاید باهم بریم سراغ یکی از باحال‌ترین و عجیب‌ترین موجودات دنیای فضا: «کوازارها» یا همون quasi-stellar objects — اسم غول‌هاشون! کوازار یعنی چیزی شبیه ستاره ولی در اصل، هسته‌ی فوق‌العاده درخشان و پرانرژی یه کهکشان دوردسته که برقش از سیاه‌چاله‌های کلان‌جرم (supermassive black holes) تأمین میشه. سیاه‌چاله کلان‌جرم هم یعنی سیاه‌چاله‌ای که جرمش میلیون‌ها یا حتی میلیاردها برابر خورشیده! این کوازارها جوری تو کائنات می‌درخشن که جزو روشن‌ترین جرم‌های عالم حساب میشن، تازه نقششون تو فهمیدن تکامل کهکشان‌ها و دنیای اولیه خودش یه ماجرای دیگه‌ست!

حالا، این کوازارها فقط تو یه نقطه از طیف الکترومغناطیس (یعنی از امواج مغناطیسی مثل رادیویی و نوری گرفته تا ایکس‌ری) نمی‌درخشن، بلکه تقریباً همه جا رد و نشونشون هست و همین باعث شده توی کیهان‌شناسی و اخترفیزیک خیلی مهم باشن.

بریم سراغ اصل ماجرا: توی یکی از بزرگ‌ترین پروژه‌های مطالعه کهکشان‌ها به اسم MIGHTEE (که مخفف MeerKAT International GHz Tiered Extragalactic Exploration هست — خلاصه یعنی یک پروژه بین‌المللی برای بررسی خیلی عمیق آسمون خارج از کهکشان ما با فرکانس رادیویی، اونم با تلسکوپ رادیویی «MeerKAT» که توی آفریقای جنوبیه)، تیمی به رهبری سارا V. وایت از دانشگاه Rhodes رفتن سراغ یه دسته خاص از کوازارها. اونهایی که بهشون میگن Type 1 — یعنی کوازارهایی که جلوی نورشون رو گرد و غبار زیادی نگرفته و خطوط طیفیِ پهن دارن (یعنی خطوط نوری‌شون خیلی گسترده هست).

توی این تحقیق، اومدن و دقیق شدن رو ۱۰۴ تا کوازار مختلف که تو دو منطقه خاص آسمون به اسم‌های COSMOS و XMM-LSS بودن. اینجا هر منطقه آسمون مثل حرف‌هایی که رو نقشه می‌زنیم تا همه جا رو قشنگ بررسی کنیم. با استفاده از داده‌های فوق‌العاده عمیق رادیویی و کلی مشاهدات چندطیفی (multiwavelength — یعنی داده‌هایی از طیف‌های مختلف فوتونی)، اومدن بررسی کردن فرق کوازارهایی که تو امواج رادیویی خیلی پر سر و صدا هستن (بهشون می‌گن radio-loud) و اون‌هایی که آروم‌ترن (radio-quiet).

یکی از هدف‌های اصلی‌شون این بود که بفهمن امواج رادیویی که از این کوازارها میاد، بیشترش از قسمت سیاه‌چاله‌ی فعال مرکزی (بهش میگن AGN: Active Galactic Nucleus) هست یا اینکه از ستاره‌زایی و ستاره ساختن تو خود کهکشان میزبانشون میاد. AGN یعنی هسته کهکشانی فعالی که سیاه‌چاله وسطش داره گاز و غبار رو قورت میده و کلی انرژی آزاد می‌کنه!

طبق نتایجی که گرفتن، این ۱۰۴ کوازار توی رِدشیفت‌ (redshift — یعنی میزان جابجایی نور شون به سمت قرمز که نشون میده چقدر از ما دورن و نورشون چقدر کهنه‌ست) بین ۰/۶ تا ۳/۴۱ قرار داشتن. این یعنی بعضی‌هاشون میلیاردها سال نوری از ما فاصله دارن! ردشیفت متوسط‌شون هم حدود ۱/۶۸ بوده که یعنی ما داریم کوازارها رو تو سن کائنات می‌بینیم که حتی نصف الانش نبوده!

جالب اینجاست فقط حدود ۵٪ (!) از این کوازارها رادیویی-پر سر و صدا بودن، یعنی کلی امواج رادیویی گنده آزاد می‌کردن؛ بقیه تقریبا همه تو طیف رادیویی، آرومن. دقیقا همین نکته نشون میده بیشتر کوازارها برخلاف تصور، همیشه پر سر و صدا نیستن و این موضوع با تحقیقات قبلی هم هماهنگی داره.

اما اینجا اصلن داستان جالب‌تر میشه: با حساس‌تر شدن داده‌های رادیویی (یعنی با تلسکوپ قوی‌تر که حتی امواج ضعیف‌تر رو هم می‌بینه)، الان می‌شه کوازارهایی رو هم دید که تابش رادیویی‌شون خیلی ضعیف‌تره. بیشتر این ضعیف‌ها اونقدر موج رادیویی ندارن که بتونی بگی از سیاه‌چاله‌شونه، بلکه به احتمال بالا از ستاره‌زایی تو خود کهکشان مادرشون میاد.

توی همین مطالعه، دانشمندها دیدن سهم کوازارهایی که واقعاً تابش رادیوییشون به‌ خاطر AGN (یعنی همون سیاه‌چاله) بود، نسبت به تحقیقات قبلی توی نمونه‌های بزرگ‌تر میته‌ای کمتره — احتمالاً چون الان با حساسیت بهتر تونستن اونایی رو هم شناسایی کنن که فقط به‌خاطر زیاد ستاره‌درست‌کردن، کمی موج رادیویی دارن.

ولی اینم بگم، یه ترند باحال پیدا شد: هرچی ردشیفت بالاتر می‌ره — یعنی هرچی کوازار دورتر و در نتیجه قدیمی‌تر باشه — تعداد اونایی که توشون نشونه ستاره‌زایی انفجاری (بهشون starburst galaxies میگن — یعنی کهکشان‌هایی که به طرز دیوونه‌واری دارن ستاره می‌سازن) دارن، خیلی بیشتر میشه! تو بخش های نزدیک‌تر (ردشیفت پایین‌تر)، چیزی حدود ۳۱ تا ۳۸ درصد این طور بودن، اما تو دورترین‌ها می‌رسه به ۶۳ درصد! یعنی هرچی به گذشته برمی‌گردیم، اشتهای کهکشان‌ها برای ساخت ستاره بیشتر بوده.

همین موضوع البته برای astronomerها، یعنی ستاره‌شناس‌ها، یه دردسر کوچولو درست می‌کنه: قبلاً با یه روش به اسم «radio-excess» (یعنی بررسی اینکه آیا یک کهکشان نسبت به اندازه‌اش امواج رادیویی اضافه داره یا نه) تعیین می‌کردن که ایا عامل اصلی تابش رادیویی سیاه‌چاله‌ست یا نه. الان ولی با این همه ستاره‌زایی، دیگه به راحتی نمیشه فقط با همین روش فهمید مقصر اصلی کیه، چون ستاره‌سازی هم می‌تونه موج رادیویی درست کنه و ماجرا رو قاطی‌پاطی کنه!

پس نتیجه‌گیری بزرگ تحقیق اینه که برای بررسی AGNها (همون سیاه‌چاله‌های فعال) باید ابزار و روش‌های دقیق‌تر داشته باشیم، و حساب همه‌ی عوامل قاطی رو هم بکنیم. خلاصه که آسمون و این کوازارهای مرموزش، هربار شگفتی جدیدی رو رو می‌کنن و حتی ابزارهای قوی‌تر هم سؤال‌های بیشتری برای ما می‌سازن!

اگه دوست داشتی بدونی دنیا چجوری شروع شده و کهکشان‌ها چطور رشد کردن، فقط کافیه دنبال همین کوازارهای دوردست باشی… کائنات هیچ‌وقت بی‌خبرمون نمی‌ذاره!

منبع: +