سیاهچاله‌های ابرپرجرم مرکزی و تاثیر آن‌ها بر تولید ستاره در کهکشان‌ها
شواهد زیادی نشان می‌دهند که تحول کهکشان با تحول سیاهچاله‌ی ابرپرجرم مرکزی آن مرتبط است و برافزایش مواد به داخل سیاهچاله بر روی تحول کهکشان میزبان موثر است. منجمان در پی آن هستند که بفهمند کهکشان‌هایی که هسته‌ی کهکشانی فعال (سیاهچاله‌ی مرکزی ابرپرجرم) دارند چه جایگاهی در میان کهکشان‌های معمولی ستاره‌زا دارند. مطالعات اخیر نشان داده است که اکثر کهکشان‌های ستاره‌زا شامل هسته‌ی کهکشانی فعال هستند، برخی با فعالیت کمتر (برافزایش کمتر) و برخی فعال‌تر. بنابراین می‌توان نتیجه‌گیری کرد که برافزایش مواد به داخل سیاهچاله‌های ابرپرجرم و ستاره‌زایی در کهکشان‌ها با هم رشد می‌کنند.
برای اثبات مستقیم این نظریه، احتیاج به تصاویر با دقت (رزولوشن) بالا از کهکشان‌ها داریم تا بتوان فهمید آیا مکان سیاهچاله‌ی ابرپرجرم و محل ستاره‌زایی در کهکشان یکی است یا خیر. تهیه‌ی چنین تصاویری برای کهکشان‌های دور در انتقال‌به‌سرخ‌های ۲–۳ کار دشواری است. تصاویر ابزارهای کنونی پرتو ایکس (چاندرا) که برای رصد هسته‌ی کهکشانی فعال لازم هستند دقت پایینی دارند، همچنین تصاویر تلسکوپ‌های فروسرخ مانند هرشل دقت بسیار پایینی برای تشخیص مکان ستاره‌زایی در کهکشان‌های دور دارند. آرایه‌ی تداخل‌سنج میلیمتری آلما این امکان را به ما می‌دهد که تابش گرمایی غبار کهکشان‌های دور را که نشان‌دهنده‌ی فعالیت ستاره‌زایی هستند با دقت بالایی بتوانیم رصد کنیم (درباره‌ی تداخل‌سنجی اینجا بخوانید، درباره‌ی آلما اینجا بخوانید). از طرف دیگر تابش رادیویی کهکشان‌هایی که هسته‌ی کهکشانی فعال دارند با تلسکوپ VLA قابل رصد است. تصاویر برخی از این کهکشان‌ها را در فیلترهای گوناگون در تصویر بالای صفحه می‌بینید. در این تصاویر مکان ستاره‌زایی با علامت آبی و مکان سیاهچاله‌ی ابرپرجرم با رنگ قرمز نشان داده شده است.
شکل ۱: تصاویر شماتیک منطقه‌ی ۵ کیلوپارسکی مرکزی سه کهکشان مطالعه‌شده در این مقاله. نقطه و دایره‌ی قرمز محل هسته‌ی کهکشانی فعال و خطای آن را نشان می‌دهد. دایره‌های آبی تیره و روشن به ترتیب مکان منطقه‌ی مرکزی و منطقه‌ی ستاره‌زای کهکشان را نشان می‌دهد. این تصاویر نشان می‌دهند که سیاهچاله‌ی ابرپرجرم در داخل منطقه فعال و ستاره‌زای کهکشان قرار دارد.
در این مقاله، با استفاده از تصاویر با دقت بالای آلما و VLA، محل ستاره‌زایی و مکان هسته‌های کهکشانی فعال در سه کهکشان در انتقال‌به‌سرخ ۳ با دقت کمتر از ۱۰۰ پارسک اندازه‌گیری شده است. شکل شماتیک این رصدها در شکل یک نشان داده شده است. بنابر این رصدها، هسته‌های کهکشانی فعال در منطقه‌ی فشرده و فعال ستاره‌زای کهکشان قرار دارد. ستاره‌زایی در این کهکشان‌ها کوچک و فشرده است، با شعاعی بین ۰.۴ تا ۱.۱ کیلوپارسک، که آن‌ها را در رده‌ی کهکشان‌های فعال ستاره‌زا قرار می‌دهد. چگالی بالای ستاره‌زایی در این کهکشان‌ها به احتمال زیاد منجر به فوران‌های بیرون‌رو می‌شوند. این فوران‌ها ممکن است از طریق ستاره‌زایی یا سیاهچاله‌ی ابرپرجرم آغاز شوند. در هر صورت، این رصدها نشان می‌دهند که هسته‌ی کهکشانی فعال و ستاره‌زایی در یک مکان رخ می‌دهند و بنابراین به احتمال زیاد از یک منشا گاز تغذیه می‌شوند و با هم تحول می‌یابند.
عنوان اصلی مقاله: Cospatial Star Formation and Supermassive Black Hole Growth in z∼۳ Galaxies: Evidence for In-situ Co-evolution
نویسندگان: Rujopakarn, W.; Nyland, K.; Rieke, G. H; et al
این مقاله در نشریه‌ی ApJL چاپ شده است.
لینک مقاله‌ی اصلی: https://arxiv.org/abs/1801.07072
گردآوری: آیرین شیوایی
عالی مرسی