اختروش؛ هزار برابر درخشان تر از کهکشان راه شیری، عکس - عکس پارسی

اختروش ها یا کوازارها از درخشان ترین اجرام در آسمان شب هستند که قدمت بعضی از آن ها به دنیا آغازین بازمی گردد. این اجرام قدرتمند از قرن گذشته، بسیاری از ستاره شناسان را مجذوب خود کردند.

Quasar به معنی اختروش در واقع مخفف عبارت quasi stellar radio source به معنی منبع رادیویی شبه ستاره ای است. وقتی ستاره شناسان این اجرام را در دهه 1950 رصد کردند، مانند ستاره هایی به نظر می رسیدند که از خود امواج رادیویی منتشر می کردند. به همین علت کوازار یا اختروش نامیده شدند.

اختروش هسته کهکشانی فعال (AGN) بسیار درخشانی است که گاهی با عنوان جرم شبه ستاره ای هم شناخته می گردد. این اجرام 1000 برابر درخشان تر از کهکشان راه شیری هستند. بعلاوه بسیار فعال اند و پرتوهای زیادی را منتشر می نمایند.

از آنجا که اختروش ها در فاصله بسیار دوردستی قرار دارند، نوری که از آن ها به ما می رسد مربوط به جوانی دنیا است. کهن سال ترین اختروش، J0313-1806 با فاصله 13/3 میلیارد سال نوری است و درواقع تصویری که از این اختروش می بینیم مربوط به 670 میلیون سال پس از بیگ بنگ و گذشته های بسیار دور است.

تصویرسازی هنری از اختروش J0313-1806 که در حال حاضر دوردست ترین اختروش شناخته شده است. اختروش ها از درخشان ترین اجرام دنیا آغازین هستند. این تصویرسازی قرص برافزایشی وسیع اطراف یک سیاه چاله و بادی پرسرعت را نشان می دهد که با 20 درصد سرعت نور حرکت می نماید.

امروزه ستاره شناس ها معتقدند اختروش ها، مرکزهای بسیار درخشان کهکشان های نوزاد هستند. پس از چند دهه پژوهش، حالا اصطلاح دیگری برای این اجرام ابداع شده: یک اختروش در واقع نوعی هسته کهکشانی فعال یا به اختصار، AGN است. AGN-ها انواع مختلفی دارند که هر کدام داستانی را نقل می نمایند. از لحاظ تئوری، پرتوهای شدید منتشرشده از AGN، مرکز یک سیاه چاله کلان جرم را فعال می نمایند. این پرتوها از مواد درون قرص برافزایشی (دیسک گاز و غبار و مواد ستاره ای اطراف سیاه چاله) سرچشمه می گیرند که در اطراف سیاه چاله تا دمای میلیون های درجه داغ می گردد.

با داغ شدن مواد موجود در قرص برافزایشی، امواج رادیویی، پرتوهای ایکس، پرتوهای فرابنفش و نور مرئی فراوری می شوند. به این ترتیب اختروش از کل کهکشان درخشان تر می گردد؛ اما به یاد داشته باشید که اختروش ها در فاصله بسیار دوری قرار دارند؛ آن قدر دور که صرفاً هسته فعال یا هسته کهکشانی آن ها را می بینیم و چیزی از کهکشان را رویت نمی کنیم. درست مانند این است که چراغ های خودرویی را در دوردست هنگام شب ببینید. در این شرایط نمی توانید مدل خودرو را حدس بزنید.

ویژگی های اختروش ها

اختروش نه تنها خود سیاه چاله بلکه ساختارهای فراوری نور اطراف آن را هم می بلعد. نور فرابنفش و مرئی از دیسک درخشان مواد در حین سقوط در سیاه چاله منتشر می شوند. در عین حال گازهای داغ تری بالای دیسک در طیف پرتوی ایکس می درخشند. بعلاوه جت هایی که در اطراف قطب های سیاه چاله منتشر می شوند طیف وسیعی از امواج رادیویی تا پرتوهای ایکس را منتشر می نمایند. در فاصله دورتری از سیاه چاله، گاز و غبار در طیف های فروسرخ می درخشند.

قطر قرص برافزایشی اختروشی که همراه با جرم خود سیاه چاله افزایش می یابد معمولا برابر با چند روز نوری است. این قطر در مقایسه با سیاه چاله میزبان اندک است. برای مثال قطر راه شیری 100 هزار سال نوری است. بااین حال درخشش اختروش ها بسیار فراتر از کهکشان های میزبان آن ها است.

اختروش ها با وجود درخشش زیاد، کوچک و دوردست هستند به طوری که حتی قویترین تلسکوپ های دنیا نمی توانند تمام ساختارهای داخل اختروش را آنالیز نمایند. ستاره شناس ها جزئیات این اجرام را با روش های دیگری مثل تحلیل طیف سنجی (پخش نور بر اساس طول موج) یا منحنی های نوری (پخش نور بر اساس زمان رسیدن) آنالیز می نمایند.

شکل گیری اختروش ها

با اینکه دانشمندان اختروش ها را در حدود شصت سال پیش کشف کردند، از منشأ دقیق آن چیزی نمی دانستند؛ اما به تازگی از این معما پرده برداشتند. آن ها با رصد 48 کهکشان مختلف شامل اختروش و مقایسه آن ها با 100 کهکشان بدون اختروش به پاسخ هایی رسیدند.

بر اساس یافته های نو، برخورد کهکشان ها عامل شکل گیری اختروش ها است. با ادغام دو کهکشان، میزان زیادی گاز به سمت سیاه چاله کلان جرم مرکز آن ها منتقل می گردد. پیش از آنکه گازها به غذای سیاه چاله تبدیل شوند، میزان زیادی انرژی به شکل جت های پرتو آزاد می شوند و اختروش ها را به وجود می آورند.

اختروش ها حاصل برخورد کهکشان های بزرگ هستند

بسیاری از کهکشان های بزرگ، میزبان سیاه چاله های کلان جرم در مرکز و بعلاوه مقادیر زیادی گاز هستند اما این گاز معمولا دور از دسترس سیاه چاله گرسنه مرکزی است. با برخورد کهکشان ها، کل این گاز به سمت سیاه چاله منتقل می گردد و پرتوها و تشعشعات کافی را برای تقویت یک اختروش درخشان به وجود می آورد.

شکل گیری اختروش می تواند گاز به جای مانده کهکشان را جذب کند و آن را از ماده ضروری شکل گیری ستاره ها گاهی به مدت میلیاردها سال محروم کند.

انواع اختروش ها

درست مانند سیاه چاله ها، اختروش ها انواع متفاوتی دارند و می توان آن ها را در گروه های مختلفی دسته بندی کرد که عبارت اند از: اختروش های رادیویی پرسروصدا، اختروش های رادیویی آرام، اختروش های خط جذب پهن (BAL)، اختروش های نوع 2، اختروش های سرخ، اختروش های متغیر نوری (OVV) و اختروش های خط پرتوی ضعیف.

اختروش ها و بلیزرها

اختروش ها و بلیزرها هر دو هسته های کهکشانی فعالی هستند که با درخشش بالایشان شناخته می شوند. تفاوت اصلی بین کوازار و بلیزرها در زاویه قرارگیری جت نسبیتی آن ها است. زاویه اختروش دارای اندکی انحراف نسبت به زمین است در حالی که بلیزر کاملاً در جهت زمین واقع شده است. بلیزرها به دو دسته تقسیم می شوند: اجرام BL Lac و اختروش های (OVV).

کشف و رصد اختروش ها

اولین اختروش ها (3C 48 و 3C 273) در اواخر دهه 1950 میلادی در آنالیز منابع رادیویی آسمان کشف شدند. در ابتدا این اجرام به عنوان منابع رادیویی بدون جرم بصری شناخته می شدند. تا دهه 1960 صدها اختروش ثبت شدند و در کاتالوگ سوم کمبریج منتشر شدند. در سال 1963، شناسایی دقیق منبع رادیویی 3C 48 با یک جرم نوری به وسیله آلن سندیج و توماس ای متیوس منتشر شد. این ستاره شناسان ستاره ای به ظاهر آبی را در موقعیت منبع رادیویی شناسایی کردند و با آنالیز طیف آن متوجه خطوط پرتوی ناشناخته آن شدند.

3C 273 اولین جرمی بود که به عنوان اختروش شناسایی شد. این جرم در حال حاضر درخشان ترین اختروش شناخته شده است و در صورت فلکی دوشیزه واقع شده است. برای درک بهتر این درخشش، فرض کنید این اختروش در فاصله 33 سال نوری از زمین قرار می گرفت در این صورت به مقدار خورشید در آسمان می درخشید. بر اساس تخمین دانشمندان درخشش اختروش 3C 273، چهار تریلیون برابر درخشش خورشید یا صد برابر کل نوری است که به وسیله کهکشان راه شیری فراوری می گردد. با وجود این درخشش دانشمندان معتقدند احتمالاً اختروش های درخشان تری نسبت به 3C 273 وجود دارند.

تا به امروز بیش از یک میلیون اختروش رصد شده اند که اغلب آن ها از نقشه دیجیتالی آسمان اسلون هستند. بر اساس داده های این نقشه در سال 2021 تمام اختروش های رصدشده دارای میزان انتقال به سرخ بین 0.056 و 7.64 هستند.

جمع بندی

اختروش ها همچنان ستاره شناسان حرفه ای و آماتور را مجذوب خود می نمایند. هنوز شواهد کمی درباره ویژگی های این اجرام مثل منشأ اسرارآمیز و حجم وسیع انرژی آن ها وجود دارد. با پیشرفت فناوری و پژوهش های عمیق تر، اطلاعات نوی درباره این اجرام مجذوب کننده به دست خواهد آمد. شاید اختروش ها حتی بتوانند پرده از رازهای مهمی مثل منشأ دنیا و بعلاوه شکل گیری کهکشان ها و ستاره های همسایه بردارند.

227227