ادغام کهکشانها
هاله های بزرگ نقاط تاریک به دور سیاهچاله ای که شامل ۳ میلیون جرم خورشیدی است ، می چرخد.
کل اجرام کهکشان راه شیری در حدود ۱۰۰میلیون جرم خورشیدی است که رقم بزرگی برای ماست ، اما میان دیگر کهکشان ها رقم متوسطی به حساب می آید. حال تصور کنید که یک کهکشان با کهکشان دیگری که شبیه خودش است مواجه می شود.
کهکشان اول به منظور ایجاد یک کهکشان بزرگتر و باشکوه تر با دومی ادغام می شود.کیهان شناسان فکر می کنند این دلیل چگونه بزرگ شدن کهکشان طی یک فرآیند پیچیده و مستمر است.
دانشمندان با استفاده از ابررایانه ها در شبیه سازی تداخل کهکشانی ، ساختار جدیدی از شکل گیری هاله های گازی را که می تواند منطقه وسیعی به اندازه چند هزار سال نوری به وجود آورد، مشاهده کردند. اینشتین تئوری نسبیت عمومی را حدود ۹۰سال پیش ارائه کرد که در ارتباط با رفتارهای جاذبه توضیحاتی می داد و یکی از پیامدهای اصلی این نظریه که هنوز به اثبات نرسیده ، وجود امواج گرانشی است.
با توجه به این که ادغام یک جفت سیاهچاله عظیم (SMBH) منابع قدرتمند ارسال امواج گرانشی را به وجود می آورد ، به وجود آمدن شرایط لازم برای ادغام ۲ سیاهچاله اهمیت بالایی دارد. یک SMBH دو تایی از دو SMBH که به دور مرکز جرمشان در حال چرخش هستند ، تشکیل شده است.
ممکن است تداخل سیاهچاله ها براساس وجود مکانیسمی که جدایی تقریبی آنها را کاهش می دهد صورت پذیرد یا نپذیرد. شاید یک جفت SMBH با ستاره ها و گازهای اطرافشان در تعامل باشند. هم ستاره ها و هم بخارات گازی شکل ، یک نیروی اصطکاکی را به سیاهچاله ها اعمال می کنند. این نیرو انرژی حرکت مداری سیاهچاله ها را می گیرد ، در نتیجه انفصال میان آنها بتدریج کاهش می یابد. هنوز مشخص نیست که این اثر مربوط به ستارگان است یا گازهای اطراف آنها که به این فرآیند منجر می شود.
به منظور مدل سازی تداخل کهکشانی ، دانشمندان ابتدا از یک برنامه رایانه ای که براساس مشاهدات و فرضیات نوشته شده بود ، استفاده کردند. در این مدل کهکشان ها با هاله های وسیعی از نقاط تاریک و کهکشان های مارپیچی که شامل ستارگان زیادی بود ، احاطه شده اند. دانشمندان دریافتند زمانی که کهکشان های ادغام شده شامل مقداری گاز هستند سیاهچاله های آنها در بیشتر موارد یک سیستم دوتایی جفتی را به جود می آورند. اینجا بود که دانشمندان پیش بینی کردند آنها باید امواج گرانشی قوی را به وجود آورند. از آنجا که پخش این امواج انرژی سیاهچاله ها را می گرفت سیاهچاله ها در نهایت پس از یک میلیون سال از جفت شدن می توانستند ادغام شوند.
مطالعات اخیر هنوز نتوانسته نقش گازها را در پیشرفت تکامل و شکل گیری یک جفت سیاهچاله نشان دهد. تئوری ها و مشاهدات حاکی از آن است که در نواحی مرکزی باقیمانده ، پس از تداخل ، مقادیر عمده ای گاز وجود دارد. شبیه سازی های رایانه ای نگرش جدیدی را بر چگونگی جفت شدن و ادغام سیاهچاله ها ارائه کرده و بر نقش حیاتی عناصر گازی شکل کهکشان بر تعیین سرنوشت سیاهچاله ها تاکید دارد. کهکشان هایی همچون کهکشان راه شیری دارای اینچنین قرصهای موثر گازی شکل نیستند. تداخل کهکشانی در شکل گیری اینچنین ساختارها بسیار مهم است.
ابتدا شبیه سازی ها به منظور نشان دادن شکل گیری این ساختار در تداخل کهکشانی بود. طبیعی است که فرض کنیم منابع عظیم گازهای موجود در این قرص مرکزی نشان دهنده سوختی است که سیاهچاله مرکزی را تغذیه کرده است و هسته مرکزی فعال کهکشانی را قدرت می بخشد.کشف امواج گرانشی ناشی از تداخل سیاهچاله هاله بزرگ نمی تواند بزرگترین گواه ما از یکی از تئوری های فیزیک بنیادی (تئوری نسبیت) باشد، اما می تواند دلیلی بر سناریوی ما از تکامل و شکل گیری کهکشان باشد. این یکی از زیباترین نمونه های ارتباط عمیق بین فیزیک بنیادی و فیزیک کیهانی است.
احتمال تداخل ۲ کهکشان با جرم مساوی کمتر از احتمال تداخل ۲کهکشان با جرم متفاوت است البته همیشه غیرممکن نیست.
کهکشان منا در حال برخورد با بزرگترین همسایه خود Andromeda است.
این اتفاق در ۳ میلیون سال دیگر خواهد افتاد و در نتیجه این برخورد قرص (disk) نابود می شود و یک کهکشان بیضی شکل وجود می آید.
کل اجرام کهکشان راه شیری در حدود ۱۰۰میلیون جرم خورشیدی است که رقم بزرگی برای ماست ، اما میان دیگر کهکشان ها رقم متوسطی به حساب می آید. حال تصور کنید که یک کهکشان با کهکشان دیگری که شبیه خودش است مواجه می شود.
کهکشان اول به منظور ایجاد یک کهکشان بزرگتر و باشکوه تر با دومی ادغام می شود.کیهان شناسان فکر می کنند این دلیل چگونه بزرگ شدن کهکشان طی یک فرآیند پیچیده و مستمر است.
دانشمندان با استفاده از ابررایانه ها در شبیه سازی تداخل کهکشانی ، ساختار جدیدی از شکل گیری هاله های گازی را که می تواند منطقه وسیعی به اندازه چند هزار سال نوری به وجود آورد، مشاهده کردند. اینشتین تئوری نسبیت عمومی را حدود ۹۰سال پیش ارائه کرد که در ارتباط با رفتارهای جاذبه توضیحاتی می داد و یکی از پیامدهای اصلی این نظریه که هنوز به اثبات نرسیده ، وجود امواج گرانشی است.
با توجه به این که ادغام یک جفت سیاهچاله عظیم (SMBH) منابع قدرتمند ارسال امواج گرانشی را به وجود می آورد ، به وجود آمدن شرایط لازم برای ادغام ۲ سیاهچاله اهمیت بالایی دارد. یک SMBH دو تایی از دو SMBH که به دور مرکز جرمشان در حال چرخش هستند ، تشکیل شده است.
ممکن است تداخل سیاهچاله ها براساس وجود مکانیسمی که جدایی تقریبی آنها را کاهش می دهد صورت پذیرد یا نپذیرد. شاید یک جفت SMBH با ستاره ها و گازهای اطرافشان در تعامل باشند. هم ستاره ها و هم بخارات گازی شکل ، یک نیروی اصطکاکی را به سیاهچاله ها اعمال می کنند. این نیرو انرژی حرکت مداری سیاهچاله ها را می گیرد ، در نتیجه انفصال میان آنها بتدریج کاهش می یابد. هنوز مشخص نیست که این اثر مربوط به ستارگان است یا گازهای اطراف آنها که به این فرآیند منجر می شود.
به منظور مدل سازی تداخل کهکشانی ، دانشمندان ابتدا از یک برنامه رایانه ای که براساس مشاهدات و فرضیات نوشته شده بود ، استفاده کردند. در این مدل کهکشان ها با هاله های وسیعی از نقاط تاریک و کهکشان های مارپیچی که شامل ستارگان زیادی بود ، احاطه شده اند. دانشمندان دریافتند زمانی که کهکشان های ادغام شده شامل مقداری گاز هستند سیاهچاله های آنها در بیشتر موارد یک سیستم دوتایی جفتی را به جود می آورند. اینجا بود که دانشمندان پیش بینی کردند آنها باید امواج گرانشی قوی را به وجود آورند. از آنجا که پخش این امواج انرژی سیاهچاله ها را می گرفت سیاهچاله ها در نهایت پس از یک میلیون سال از جفت شدن می توانستند ادغام شوند.
مطالعات اخیر هنوز نتوانسته نقش گازها را در پیشرفت تکامل و شکل گیری یک جفت سیاهچاله نشان دهد. تئوری ها و مشاهدات حاکی از آن است که در نواحی مرکزی باقیمانده ، پس از تداخل ، مقادیر عمده ای گاز وجود دارد. شبیه سازی های رایانه ای نگرش جدیدی را بر چگونگی جفت شدن و ادغام سیاهچاله ها ارائه کرده و بر نقش حیاتی عناصر گازی شکل کهکشان بر تعیین سرنوشت سیاهچاله ها تاکید دارد. کهکشان هایی همچون کهکشان راه شیری دارای اینچنین قرصهای موثر گازی شکل نیستند. تداخل کهکشانی در شکل گیری اینچنین ساختارها بسیار مهم است.
ابتدا شبیه سازی ها به منظور نشان دادن شکل گیری این ساختار در تداخل کهکشانی بود. طبیعی است که فرض کنیم منابع عظیم گازهای موجود در این قرص مرکزی نشان دهنده سوختی است که سیاهچاله مرکزی را تغذیه کرده است و هسته مرکزی فعال کهکشانی را قدرت می بخشد.کشف امواج گرانشی ناشی از تداخل سیاهچاله هاله بزرگ نمی تواند بزرگترین گواه ما از یکی از تئوری های فیزیک بنیادی (تئوری نسبیت) باشد، اما می تواند دلیلی بر سناریوی ما از تکامل و شکل گیری کهکشان باشد. این یکی از زیباترین نمونه های ارتباط عمیق بین فیزیک بنیادی و فیزیک کیهانی است.
احتمال تداخل ۲ کهکشان با جرم مساوی کمتر از احتمال تداخل ۲کهکشان با جرم متفاوت است البته همیشه غیرممکن نیست.
کهکشان منا در حال برخورد با بزرگترین همسایه خود Andromeda است.
این اتفاق در ۳ میلیون سال دیگر خواهد افتاد و در نتیجه این برخورد قرص (disk) نابود می شود و یک کهکشان بیضی شکل وجود می آید.
روزنامه جام جم
+ نوشته شده در پنجشنبه دهم آبان ۱۳۸۶ ساعت ۸:۵۴ ق.ظ توسط محسن
|