ابرسیاهچاله‌ها مسئول مرگ کهکشان‌ها شناخته شدند

اینکه چرا تشکیل ستاره‌ها در برخی کهکشان‌ها متوقف شد اما در برخی دیگر هنوز ادامه دارد موضوعی است که هنوز به خوبی درک نشده است.

یک تیم بین‌المللی از اخترشناسان، از یک پایگاه داده که مشاهدات بهترین تلسکوپ‌های جهان، از جمله تلسکوپ "سوبارو "(Subaru) را ادغام می‌کند، استفاده کردند تا سیگنال‌های ابرسیاه‌چاله‌های فعالِ کهکشان‌های در حال مرگِ اوایل جهان را شناسایی کنند.

به گزارش ایسنا و به نقل از ساینس‌دیلی، ظاهر این سیاه‌چاله‌های پرجرم فعال با تغییرات ایجاد شده در کهکشان میزبان مرتبط است و نشان می‌دهد که یک سیاه‌چاله می‌تواند تأثیرات گسترده‌ای بر تکامل کهکشان میزبانش داشته باشد.

کهکشان راه شیری که در آن زندگی می‌کنیم دارای ستارگانی در سنین مختلف است که در میان آن‌ها ستارگانی که هنوز در حال شکل‌گیری هستند نیز حضور دارند. اما در برخی از کهکشان‌های دیگر که به کهکشان‌های بیضوی معروف هستند، همه‌ی ستارگان پیر و تقریباً هم سن هستند.

این نشان می‌دهد که کهکشان‌های بیضوی در اوایل تاریخ شکل‌گیری خود دوره‌ای پربار از تشکیل ستاره‌ها را پشت سر گذاشته‌اند و این دوره به طور ناگهانی به پایان رسیده است. اینکه چرا تشکیل ستاره‌ها در برخی کهکشان‌ها متوقف شد اما در برخی دیگر هنوز ادامه دارد موضوعی است که هنوز به خوبی درک نشده است. یک احتمال این است که یک ابرسیاهچاله با برهم زدن گازهای موجود در برخی کهکشان‌ها، محیطی نامناسب برای تشکیل ستاره‌ها ایجاد می‌کند.

برای آزمایش این نظریه، ستاره شناسان به کهکشان‌های دوردست نگاه می‌کنند. از آن جا که سرعت نور محدود است، زمان می‌برد تا نور در فضا حرکت کند و به سمت سیاره ما بیاید. نوری که ما از فاصله ۱۰ میلیارد سال نوری از یک جسم می‌بینیم باید سفری ۱۰ میلیارد ساله در فضا داشته باشد تا به زمین برسد.

بنابراین نوری که امروزه می‌بینیم نشان می‌دهد که کهکشان مورد نظر ۱۰ میلیارد سال قبل و زمانی که نور از آن به فضا منتشر شد چگونه به نظر می‌رسیده است. در نتیجه نگاه کردن به کهکشان‌های دور مانند نگاه کردن به گذشته است. اما این فاصله همچنین باعث می‌شود که کهکشان‌های دور کم نورتر به نظر برسند و این موضوع مطالعه آن‌ها را دشوار می‌کند.

برای غلبه بر این مشکلات، یک تیم بین‌المللی به رهبری "کی ایتو"(Kei Ito) در "سوکندای"(SOKENDAI) ژاپن از پروژه "کاوش تکامل کیهان"(Cosmic Evolution Survey) موسوم به "COSMOS" برای نمونه‌برداری از کهکشان‌هایی که در فاصله ۹.۵ تا ۱۲.۵ میلیارد سال نوری هستند، استفاده کردند. "COSMOS" داده‌های ثبت شده توسط تلسکوپ‌های پیشرو جهان، از جمله آرایه میلی متری/زیر میلی متری بزرگ آتاکاما(ALMA) و تلسکوپ "سوبارو" را ترکیب می‌کند و داده‌های آن شامل امواج رادیویی، نور مادون قرمز، نور مرئی و داده‌های پرتو ایکس می‌شود.

این تیم ابتدا از داده‌های نوری و فروسرخ برای شناسایی دو گروه از کهکشان‌ها استفاده کردند. کهکشان‌هایی که در آن‌ها ستاره تشکیل می‌شود و کهکشان‌هایی که ستاره‌زایی در آن‌ها متوقف شده است.

"نسبت سیگنال به نویز"(Signal to Noise ratio) داده‌های پرتو ایکس و امواج رادیویی برای شناسایی کهکشان‌ها به صورت منفرد بسیار ضعیف بود. بنابراین این تیم، داده‌های کهکشان‌های مختلف را ترکیب کردند تا تصاویری با "نسبت سیگنال به نویز" بالاتر از کهکشان‌های "متوسط" ایجاد کنند.

در تصاویر میانگین به دست آمده، این تیم انتشار پرتوایکس و امواج رادیویی را در کهکشان‌هایی که در آن‌ها ستاره تشکیل نمی‌شود، تایید کردند. این اولین باری است که چنین تشعشعاتی در کهکشان‌های دوردست با فاصله بیش از ۱۰ میلیارد سال نوری از زمین کشف می‌شود.

علاوه بر این، نتایج نشان می‌دهد که تشعشعات پرتو ایکس و رادیویی آنقدر قوی هستند که نمی‌توان علت وجود آنها را تنها ستارگان موجود در کهکشان دانست، این نشان ‌دهنده‌ی وجود یک ابرسیاه‌چاله است. سیگنال فعالیت سیاهچاله‌ها در کهکشان‌هایی که ستاره‌زایی در آن‌ها ادامه دارد ضعیف‌تر است.

این نتایج نشان می‌دهد که پایان ناگهانی شکل‌گیری ستاره در کهکشان‌های اولیه جهان با افزایش فعالیت ابرسیاه‌چاله‌ها مرتبط است. تحقیقات بیشتری برای تعیین جزئیات ارتباط این دو باید انجام شود.