تفنگ دودی یک نیروگاه پرتو گاما؟ دنباله گاز به جت های میکروکوازار اشاره می کند

ویرایش شده توسط گابی کلارک، بررسی توسط رابرت ایگان

این مقاله با توجه به روند و سیاست‌های ویرایشی Science X بررسی شده است. ویراستاران ضمن اطمینان از اعتبار محتوا، ویژگی های زیر را برجسته کرده اند:

در سال 2016، یک منظومه ستاره ای دوتایی که پرتوهای گامای غیرمعمول قوی ساطع می کند در همسایگی کهکشانی ما کشف شد. اکنون، اخترشناسان تفنگ سیگار کشیدن، یا بهتر است بگوییم، یک دنباله دود از گاز مولکولی خنک را یافته‌اند که نشان می‌دهد جت‌هایی که از یک میکروکوازار (یکی از معدود نمونه‌هایی که خارج از کهکشان راه شیری شناخته شده‌اند) ساطع می‌شوند.

برخلاف کهکشان راه شیری، که هنگام نگاه کردن به هسته کهکشانی، اجسام را پشت گرد و غبار می پوشاند، ابر ماژلانی بزرگ (LMC)، کهکشان ماهواره ای کوتوله برای خود ما، مناظری بدون مانع از پدیده های اخترفیزیکی جالب و نسبتا نزدیک ارائه می دهد.

LMC P3 یکی از این پازل های ستاره ای است. این درخشان‌ترین منظومه ستاره‌ای دوتایی پرتو گاما است که از یک جسم فشرده – اعم از سیاهچاله یا ستاره نوترونی – در کنار ستاره‌ای پرجرم که بیش از 30 برابر سنگین‌تر از خورشید است، تشکیل شده است. این دو ستاره تقریبا 10 روز طول می کشد تا به دور یکدیگر بچرخند.

درون خاکستری قرار دارد که ابرنواختری که جسم فشرده آن را ایجاد کرده است، به جا مانده است. این ابر گاز مولکولی جذاب از نظر نوری که به عنوان باقیمانده ابرنواختر نیز شناخته می شود، DEM L241 نامیده می شود.

از زمان کشف، تابش پرتو گامای غیرعادی قوی از LMC P3 اخترشناسان را متحیر کرده است. پرتوهای گاما در بالاترین حد انرژی طیف الکترومغناطیسی قرار دارند. اما یک سرنخ مهم از رمز و راز LMC P3 در انتهای دیگر طیف پنهان بود: امواج رادیویی.

از سال 2022، تیمی به رهبری ستاره شناسان دانشگاه ناگویا و دانشگاه گیفو در ژاپن، مشاهدات DEM L241/LMC P3 را با استفاده از رصدخانه ALMA در شیلی، یکی از بزرگترین تلسکوپ های رادیویی در جهان، ثبت کردند.

به طور خاص، آنها از باندهای 6 و 7 ALMA برای اندازه گیری انتشار مونوکسید کربن (CO) از گاز مولکولی سرد اطراف، در طول موج های حدود 1.3 میلی متر و 0.87 میلی متر استفاده کردند. این به محققان کمک کرد ساختار و حرکت گاز را اندازه گیری کرده و دمای آن را تخمین بزنند.

آنچه می دیدند فاش کننده بود. یاسو فوکویی، استاد بازنشسته در دانشگاه ناگویا و نویسنده اصلی این کشف جدید که در مجله Astrophysical Journal Letters منتشر شده است، گفت: "ما یک جت مولکولی غول پیکر را کشف کردیم."

امضای جت تازه کشف شده یک دنباله مستقیم و باریک از گاز مولکولی گرم شده است که حدود 26 سال نوری طول و سه سال نوری عرض دارد. اگرچه در مقایسه با دمای اتاق بسیار سرد است، اما این دنباله گاز متمایز است زیرا در دمای 35 تا 60 کلوین در مقایسه با 15 کلوین برای گاز اطراف، بسیار گرمتر است.

فوکوی گفت دمای نسبتا بالای مشاهده شده بر روی بخش بزرگی از ابر مولکولی باعث می‌شود که این گاز با یک جت پرانرژی که از جسم فشرده می‌آید تعامل داشته باشد - دقیقا نوعی جت که می‌تواند پرتوهای گامای LMC P3 را نیز تامین کند.

مطالعه جدید که توسط Bhuvana Gadikere Rajendra، محقق و Kisetsu Tsuge، استادیار منتخب، هر دو در مؤسسه مطالعات پیشرفته در دانشگاه گیفو، همراه با هیدتوشی سانو، دانشیار دانشکده علوم طبیعی و فناوری در دانشگاه گیفو رهبری شد، پشتیبانی از یکی از این دو نوع e-rayor competing gMCmission را تقویت می کند: جت های میکروکوازار

پیش از این تصور می شد که بادهای تپ اختری مکانیزمی ممکن باشد. این سناریو مستلزم آن است که جسم فشرده LMC P3 یک تپ اختر یا یک ستاره نوترونی به سرعت در حال چرخش باشد که بادی از ذرات پرانرژی را به بیرون می فرستد که به نوبه خود با باد ستاره ای خود ستاره همراه خود برخورد می کند. این یک موج ضربه ای ایجاد می کند که ذرات را برای تولید پرتوهای گاما شتاب می دهد.

اما امضای جت تازه یافت شده نشان می دهد که یک مکانیسم شبه اختروش در فرآیند رانندگی است. کوازارها برخی از درخشان‌ترین اجرام کیهان هستند که در کهکشان‌های دوردست یافت می‌شوند، که توسط سیاه‌چاله‌های بسیار پرجرم در هسته‌های کهکشانی نیرو می‌گیرند که مواد را جمع‌آوری می‌کنند و فواره‌های قدرتمندی از ماده را آزاد می‌کنند.

در مورد LMC P3، جسم فشرده می‌تواند یک سیاهچاله یا ستاره نوترونی با جرم ستاره‌ای باشد که مواد همراه خود را برای تشکیل یک قرص برافزایشی می‌کشد. این یک نسخه در مقیاس کوچک از یک اختروش است، از این رو میکروکوازار نامیده می‌شود، که می‌تواند جت‌هایی از ذرات پرسرعت را که به طور مشابه می‌توانند پرتوهای گاما تولید کنند، تغذیه کند.

فوکوی گفت: از آنجایی که سیاهچاله ها جت های قدرتمندتری نسبت به ستاره های نوترونی به حرکت در می آورند، این واقعیت که تابش پرتو گامای LMC P3 به ویژه بالا است، "پشتیبانی بسیار قوی از احتمال اینکه جسم مرکزی آن یک سیاهچاله است" به جای یک ستاره نوترونی ارائه می دهد.

Yasuo Fukui و همکاران، مشاهدات ALMA DEM L241/LMC P3 در ابر ماژلانی بزرگ: شواهدی برای تشکیل جت‌های مولکولی خنک رانده شده توسط میکروکوازار، The Astrophysical Journal Letters (2026). DOI: 10.3847/2041-8213/aea0cb

اطلاعات مجله: اخترفیزیک مجله نامه

کارشناسی ارشد زبان انگلیسی، ویرایشگر کپی از سال 2021 با تجربه در آموزش عالی و محتوای بهداشتی. تقدیم به اخبار معتبر علمی. نمایه کامل →

لیسانس زیست شناسی ریاضی، کارشناسی ارشد در نوشتن خلاق. خوش سفر با دیدگاه های منحصر به فرد در علم و زبان. نمایه کامل →