تصویر ۱: SDSS۱۱۳۳ و کهکشان میزبان مارکاریان ۱۷۷.
تا به حال مقاله‌های متعددی درباره‌ی سیاهچاله‌های ابرپرجرم در اسطرلاب منتشر کرده‌ایم (برای مثال اینجا، اینجا، و اینجا). سیاهچاله‌های ابرپرجرم معمولا در مرکز کهکشان‌ها قرار دارند، اما این‌بار به نظر می‌رسد منجمان سیاهچاله‌ی ابرپرجرمی را کشف کرده‌اند که ۸۰۰ پارسک (حدود ۲۵۰۰ سال‌نوری) از کهکشان کوتولهی نزدیکش فاصله دارد! ماهیت این جرم مرموز در فضای میان کهکشان‌ها مشخص نیست، اما محتمل‌ترین کاندیدا سیاهچاله‌ی ابرپرجرمی است که پس از برخورد دو کهکشان کوتوله، به بیرون پرتاب شده باشد. شبیه‌سازی این برخورد کیهانی و پرتاب شدن سیاهچاله‌ی ابرپرجرم را در زیر می‌توانید ببینید:
پژوهش‌ها نشان داده‌اند که ادغام دو سیاهچاله‌ی ابرپرجرم در طی برخورد دو کهکشان، یکی از قوی‌ترین منابع تولید امواج گرانشی است. بنا بر این نظریه‌ها تکانه‌ی حاصل از امواج گرانشی می‌تواند سیاهچاله‌ی ادغام شده را به بیرون از کهکشان میزبان پرتاب کند. سرعت این پس‌زدن‌ها ممکن است بسیار زیاد، تا حدود ۵هزار کیلومتر بر ثانیه، باشد. به این‌ترتیب، حتی امکان پرتاب شدن سیاهچاله‌های ابرپرجرم ادغامی یا هسته‌ی کهکشانی فعال به بیرون از کهکشان میزبان نیز وجود دارد. تا به حال سیاهچاله‌های ابرپرجرم پس‌زده‌شده‌ی متعددی کشف شده‌اند، اما هیچ یک از آن‌ها تایید نشده‌اند. در این مقاله منجمان با کمک داده‌های جدید اپتیکی، تصاویر اپتیک سازگار، و رصدهای فرابنفش و پرتو ایکس از یک جرم مرموز، سعی کرده‌اند که به ماهیت آن پی ببرند و مشخص کنند که آیا این جرم واقعا یک سیاهچاله‌های ابرپرجرم پس‌زده‌شده است یا پدیده‌ی دیگری است. در این پژوهش مولفان از رصدهای آرشیوی در گذشته نیز کمک گرفته‌اند و متوجه شده‌اند که این جرم از حدود ۶۳ سال پیش در رصدها ثبت شده است.
تصویر ۲: تصاویر کهکشان کوتولهی مارکاریان۱۷۷ و جرم مرموز SDSS۱۱۳۳ در طول سال‌های ۱۹۵۰ تا ۲۰۱۳. SDSS۱۱۳۳ با دایره‌ی سبز نشان داده شده است.
جرم مرموز SDSS۱۱۳۳ در فاصله‌ی ظاهری ۸۰۰ پارسکی از کهکشان کوتولهی مارکاریان۱۷۷ (یا UGC۲۳۹) قرار دارد. این کهکشان ۲۸/۹ مگاپارسک از ما فاصله دارد، در این فاصله یک ثانیه‌ی قوسی در آسمان برابر ۱۴۰ پارسک است. در تصویر شماره‌ی ۲، رصدهای متعدد این کهکشان و جرم SDSS۱۱۳۳ را از سال ۱۹۵۰ تا ۲۰۱۳ میلادی می‌بینید. SDSS۱۱۳۳ با یک دایره سبز در این تصاویر نشان داده شده است.
تصویر ۳: نمودار تغییر درخشندگی SDSS۱۱۳۳ در طول سال‌های ۱۹۵۰ تا ۲۰۱۳. محور عمودی قدر مطلق در فیلتر g است. کاهش عدد قدر به معنای افزایش درخشندگی است.
شواهد متعددی وجود دارد که نشان می‌دهد SDSS۱۱۳۳ به احتمال زیاد یک سیاهچاله‌ی ابرپرجرم پس‌زده‌شده از کهکشان کوتولهی مارکاریان۱۷۷ است. مشخص نیست که چه کسری از کهکشان‌های کوتوله سیاهچاله‌ی ابرپرجرم دارند؛ اما اگر سیاهچاله‌ی ابرپرجرم داشته باشند، به دلیل جرم کم و در نتیجه گرانش کم کهکشان‌های کوتوله، برخوردهای کهکشانی موجب جابه‌جایی و پرتاب سیاهچاله‌ی آن‌ها به خارج از کهکشان خواهد شد. نسبت میزان فلزات SDSS۱۱۳۳ که با طیف‌سنجی اندازه‌گیری شده است نیز با نسبت فلزات هسته‌های کهکشانی فعال مطابقت دارد. اندازه‌ی فیزیکی بسیار کوچک SDSS۱۱۳۳ در طول ۶۳ سال گذشته (تقریبا کمتر از ۱۲ پارسک)، و ثابت ماندن درخشندگی فرابنفش و رنگ SDSS۱۱۳۳ در نورهای مرئی، نیز سناریوی هسته‌ی کهکشانی فعال پس‌زده‌شده را تقویت می‌کند. اما برخی رصدها نیز شواهدی بر خلاف این سناریو نشان می‌دهند.
تصویر ۴: جدول ویژگی‌های رصدی SDSS۱۱۳۳.
AGN = هسته‌ی فعال کهکشانی
LBV = متغیر آبی درخشان
SNe = ابرنواختر
حرف R به معنای نادر بودن آن ویژگی در سناریوی مورد نظر است، حرف Y به معنای رایج بودن، و جای خالی نشان می‌دهد که آن ویژگی تا به حال برای آن سناریو دیده نشده است.
سناریوی محتمل دیگر برای توضیح ماهیت SDSS۱۱۳۳، یک ابرنواختر و یا ستاره‌ی متغیر آبی درخشان۱ است، یا حتی متغیر آبی درخشانی که منجر به انفجار ابرنواختری شده است. در تصویر شماره‌ی ۳ قدر مطلق SDSS۱۱۳۳ در فیلتر g، از سال ۱۹۵۰ تا ۲۰۱۳ نشان داده شده است. این نمودار نشان می‌دهد که SDSS۱۱۳۳ بین سال‌های ۲۰۰۱ تا ۲۰۰۲ درخشندگی‌اش افزایش پیدا کرده است و در سال‌های ۲۰۱۰ تا ۲۰۱۳ درخشندگی متغیری داشته است. این تغییر درخشندگی برای هسته‌ی کهکشانی فعال یا سیاهچاله‌ی ابرپرجرم عادی نیست، ولی می‌توان آن را با سناریوی متغیرهای آبی درخشان و ابرنواختر توجیه کرد. قدر مطلق اولیه‌ی SDSS۱۱۳۳ برای حدود ۵۱ سال، بین ۱۹۵۰ تا ۲۰۰۱ تقریبا ثابت (حدود ۱۳.۵-) مانده است، به طور ناگهانی در سال ۲۰۰۱/۲۰۰۲ به ۱۶- می‌رسد (یادتان باشد که کاهش قدر به معنای افزایش درخشندگی است)، و به آرامی به ۱۳- کاهش پیدا می‌کند. قدر ۱۶- برای یک متغیر آبی درخشان عادی نیست، اما ابرنواخترها در اوج درخشندگی می‌توانند به این قدر مطلق برسند. بنابراین محتمل‌تر است که SDSS۱۱۳۳ یک متغیر آبی درخشان باشد که به یک ابرنواختر منجر شده است. اما این سناریو هم مشکلات خودش را دارد، ۵۱ سال درخشندگی ثابت پیش از انفجار زمان بسیار زیادی برای ثابت ماندن این گونه ستاره‌ها است. از طرف دیگر انتظار می‌رود که درخشندگی فرابنفش ابرنواخترها در طول چند ده روز افت زیادی پیدا کند، در حالی که درخشندگی فرابنفش SDSS۱۱۳۳ از سال ۲۰۰۴ تا ۲۰۱۳ تقریبا تغییر نکرده است.
SDSS۱۱۳۳ ویژگی‌های بسیاری دارد که با یک هسته‌ی کهکشانی فعال پس‌زده‌شده هم‌خوان است، اما ویژگی‌هایی نیز دارد که مطابق یک ستاره‌ی متغیر آبی درخشان و انفجار ابرنواختری پس از آن باشد. در تصویر شماره‌ی ۴ جدولی را می‌بینید که ویژگی‌های عجیب SDSS۱۱۳۳ را فهرست کرده است. SDSS۱۱۳۳ اخیرا دوباره حدود یک قدر درخشان‌تر شده است و به همین علت رصد این جرم در سال‌های آتی نقش بسزایی در شناخت بهتر این جرم خواهد داشت.
۱. ستاره‌های متغیر آبی درخشان، Luminous Blue Variables، ستاره‌های پرجرم تحول‌یافته‌ای هستند که دچار تغییرات درخشندگی و طیفی بسیار شدیدی می‌شوند. معروف‌ترین این گونه از متغیرها اتا-کارینا است.
عنوان اصلی مقاله:
SDSS1133: an unusually persistent transient in a nearby dwarf galaxy
نویسندگان:
Koss, Michael; Blecha, Laura; Mushotzky, Richard; et al
لینک مقاله اصلی: http://arxiv.org/abs/1401.6798
این مقاله برای چاپ در نشریه‌ی MNRAS پذیرفته شده است.
گردآوری: آیرین شیوایی
