تأثیر برخوردهای پرانرژی کهکشانی در فعال کردن هسته‌ی کهکشان‌ها

تأثیر برخوردهای پرانرژی کهکشانی در فعال کردن هسته‌ی کهکشان‌ها
یک تصویر خیالی از یک کهکشان فعًال. در تصویر بزرگ‌نمایی‌شده از هسته‌ی کهکشان، سیاهچاله‌ی اَبَرپُرجرم مرکزی به همراه قرص برافزایشی به رنگ آبی دیده می‌شود.

شکل ۱: یک تصویر خیالی از یک کهکشان فعال. در تصویر بزرگ‌نمایی‌شده از هسته‌ی کهکشان، سیاهچاله‌ی اَبَرپُرجرم مرکزی به همراه قرص برافزایشی به رنگ آبی دیده می‌شود.

در مرکز تعداد زیادی از کهکشان‌ها، ناحیه‌ای بسیار پرانرژی وجود دارد که در طول موج‌های گوناگون، ازامواج رادیویی تا پرتوهای گاما تابش می‌کند. این ناحیه، هسته‌ی کهکشانی فعال نامیده می شود. همان‌طورکه قبلاً در این مقاله توضیح داده شد، منبع این تابش‌های شدید غیرستاره‌ای، سیاهچاله‌های اَبَرپُرجرم در مرکز کهکشان است. کهکشان‌هایی که هسته‌های مرکزی فعال و درخشانی دارند، کهکشان‌های فعال نامیده می‌شوند. به دلیل نیروی گرانشی عظیم سیاهچاله، گازهای موجود درمرکز این  کهکشان‌های فعال، یک قرص برافزایشی تشکیل می دهند (شکل ۱). سوخت اصلی برای فعالیت مرکز کهکشان، از طریق حرکت دورانی قرص و فروریزش گازها به روی سیاهچاله‌ی اَبَرپُرجرم فراهم می‌شود. یکی ازچالش‌های مهم برای محققان، یافتن عوامل اصلی درهدایت این گازها به سمت مرکز کهکشان است. بر طبق نظریه‌های موجود و شبیه‌سازی‌های انجام شده، برخوردهای پرانرژی وعظیم کهکشانی می‌توانند تاثیر بسزایی در تأمین گاز مورد نیاز برای فعالیت‌های مرکزی کهکشان داشته باشند.

حال سؤال مهمی که می‌توان پرسید این است که آیا همه‌ی کهکشان‌های فعال تجربه‌ی برخوردهای عظیم کهکشانی را داشته‌اند؟ یا به عبارت دیگر، آیا شرط لازم برای داشتن یک هسته‌ی کهکشانی فعال، وجود یک برخورد پرانرژی است؟ نویسندگان این مقاله به دنبال یافتن پاسخی مناسب برای این پرسش‌ها هستند.

شکل ۲: این تصویر گرفته‌شده با تلسکوپ زمینی پرومت در شیلی(۱)، برخورد پرانرژی بین دو کهکشان را نشان می‌دهد. دنباله‌های کشندی که در تصویر دیده می‌شوند، از جمله سرنخ‌های مهم برای تایید وجود برخوردهای پرانرژی هستند. به دلیل شباهت این کهکشان به شاخک‌های یک حشره، منجًمان نام کهکشان شاخکی را برای این سیستم برگزیده اند.

شکل ۲: این تصویر گرفته‌شده با تلسکوپ زمینی پرومت در شیلی(۱)، برخورد پرانرژی بین دو کهکشان را نشان می‌دهد. دنباله‌های کشندی که در تصویر دیده می‌شوند، از جمله سرنخ‌های مهم برای تایید وجود برخوردهای پرانرژی هستند. به دلیل شباهت این کهکشان به شاخک‌های یک حشره، منجمان نام کهکشان شاخکی را برای این سیستم برگزیده اند.

به منظور بررسی تأثیر این برخوردهای عظیم بر روی هسته‌ی کهکشان‌ها، محققان این مقاله نمونه‌ی آماری بزرگی از ۸۳۴ کهکشان فعال را درانتقال به سرخ‌های ۰ تا ۳ مطالعه کرده‌اند. یکی از مهم‌ترین روش‌ها برای تمیز دادن یک کهکشان فعال از یک کهکشان غیرفعال، تعیین میزان تابش کهکشان در طول موج‌های پرتو ایکس است. کهکشان‌های غیرفعال اگرچه ممکن است فعالیت‌های ستاره زایی شدیدی داشته باشند، اما قادر به تابش پرتوهای پرانرژی ایکس نیستند. در نتیجه کهکشان‌هایی که در تصاویر گرفته شده در طول موج ایکس درخشان هستند، به احتمال زیاد هسته‌ی فعال دارند. پس ازانتخاب کهکشان‌های میزبان هسته‌های فعال، پژوهشگران به دنبال یافتن سرنخی از وجود برخوردهای پرانرژی در این سیستم‌های فعال می‌گردند. ریخت‌شناسی کهکشان‌ها یکی از مؤثرترین روش‌ها برای یافتن نشانه‌هایی از این برخوردهای پرانرژی است. به عنوان مثال، کهکشانی که تجربه ی یک برخورد پرانرژی با کهکشان دیگری را داشته است، نمی تواند دارای یک قرص کهکشانی پایدار باشد. هم‌چنین کهکشان‌های باقیمانده از یک برخورد پرانرژی، معمولاً دارای دنباله‌های کشندی هستند (شکل ۲).

شکل ۳:  چپ: درصد کهکشان‌های فعّالِ  بازمانده از برخوردهای پرانرژی در محور عمودی بر حسب درخشندگی هسته‌ی فعّال کهکشانی در محور افقی رسم شده است. برخوردهای پرانرژی تنها در فعّال کردن هسته‌های بسیار درخشان مؤثّر هستند، در حالی‌که برای هسته‌هایی با درخشندگی کمتر عامل‌های درون کهکشانی نقش مهم‌تری را ایفا می‌کنند. راست: درصد کهکشان‌های فعّالِ بازمانده از برخوردهای پرانرژی وابستگی قوی با انتقال‌به‌سرخ ندارد.

شکل ۳: چپ: درصد کهکشان‌های فعالِ بازمانده از برخوردهای پرانرژی در محور عمودی بر حسب درخشندگی هسته‌ی فعال کهکشانی در محور افقی رسم شده است. برخوردهای پرانرژی تنها در فعال کردن هسته‌های بسیار درخشان مؤثّر هستند، در حالی‌که برای هسته‌هایی با درخشندگی کمتر عامل‌های درون کهکشانی نقش مهم‌تری را ایفا می‌کنند. راست: درصد کهکشان‌های فعّالِ بازمانده از برخوردهای پرانرژی وابستگی قوی با انتقال‌به‌سرخ ندارد.

با جستجوی این نشانه‌ها در میان کهکشان‌های نمونه‌ی آماری، محققان توانسته‌اند که کهکشان‌های فعالِ بازمانده از یک برخورد پرانرژی را مشخص کنند. در تصویر سمت  چپ شکل ۳، درصد کهکشان‌های فعالِ  بازمانده از برخوردهای پرانرژی در محور عمودی و درخشندگی هسته‌ی کهکشان درمحورافقی، رسم شده‌اند. این تصویر نشان می‌دهد که درصد کهکشان‌های فعالی که  نشانه‌هایی از برخوردهای پرانرژی را نیز دارند، از ۴٪  با درخشانی ۱۰۴۳  اِرگ ‌برثانیه  به ۹۰٪  با درخشانی ۱۰۴۶ اِرگ برثانیه  میرسد. این افزایش نشاندهنده‌ی آن است که برخوردهای پرانرژی احتمالاً مهمترین عامل روشن کردن هسته‌های کهکشانی فعال بسیاردرخشان هستند. درحالی‌که هسته‌های کهکشانی فعال با درخشندگی متوسط، لزوماً متحمّل برخوردهای پرانرژی نبوده‌اند و احتمالاً عوامل درون کهکشانی موجب روشن شدن این نوع از هسته‌ها هسستند. در تصویر سمت  راست شکل ۳، رابطه‌ی بین درصد کهکشان‌های فعالِ بازمانده از برخوردهای پرانرژی با انتقال‌به‌سرخ بررسی شده است. مقایسه‌ی این دو نمودار نشان می‌دهد که میزان درخشندگی هسته‌ی کهکشان، مهمترین پارامتر در تعیین عامل اصلی فعال کردن هسته است.

۱. PROMT: Panchromatic Robotic Optical Monitoring and Polarimetry Telescopes

عنوان اصلی مقاله:
Major Galaxy Mergers Only Trigger the Most Luminous AGN
نویسندگان:
E. Treister, K. Schawinski, C. M. Urry, B. D. Simmons
این مقاله در ژورنال APJ چاپ شده است.
لینک مقاله‌ی اصلی: http://arxiv.org/pdf/1209.5393.pdf
گردآوری: آناهیتا علوی
دسته‌ها: مقالات روز

درباره نویسنده

آناهیتا علوی

دانشجوی دکترا در دانشگاه کالیفرنیا در ریورساید است. او با استفاده از تصاویر تلسکوپهای هابل و کِک، از تکنیک همگرایی گرانشی قوی استفاده می‌کند تا کهکشانهای بسیار کم‌نور را در ابتدای پیدایش کیهان مطالعه کند. تصور می‌شود که این کهکشان‌ها در تحول جهان اولیه تاثیر به سزایی داشته‌اند.

دیدگاه‌ها

  1. نهاوندی
    نهاوندی ۵ تیر, ۱۳۹۳، ۱۶:۲۶

    سلام خانم علوی.بسیار استفاده کردیم و لذت بردیم.من یکی از دخترای نهاوندی هستم که شما حدود سه سال پیش ، قبل از اینکه تشریف ببرین امریکا به دعوت آقای سوری (دبیر عربی) به موسسه کنکوری در نهاوند اومدین و با ما گپی دوستانه داشتین.از اون موقع شما به یک الگو برای ما دخترای نهاوندی تبدیل شدین و خواستم بگم به شما افتخار میکنیم و خوشحالیم که شاهد پیشرفت شما هستیم…

    پاسخ به این دیدگاه
  2. آناهیتا علوی
    آناهیتا علوی نویسنده ۱۰ تیر, ۱۳۹۳، ۰۰:۰۲

    سلام همشهری عزیز! بسیار خوشحالم که مطالب اسطرلاب برای شما مفید بوده. از شما بسیار ممنونم و امیدوارم که همه شما موفق باشید. اسطرلاب به خاطر داشتن خوانندگانی چون شما، به خودش میباله. باز هم در اینجا به ما سر بزنید!

    پاسخ به این دیدگاه

یک دیدگاه بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.
بخش‌های لازم مشخص شده‌اند*