با سرعتی ۵ برابر سرعت نور آشنا شوید.

 

 

مجله علمی ایلیاد - به یک شعبده‌بازی استادانه خوش آمدید! پرتو انرژی که از کهکشان M87 مانند خلال دندان خارج شده، شعبده‌ی نهایی است؛ به نظر می‌رسد که این پرتو دارای سرعتی بیشتر از سرعت نور است. در واقع همان‌طور که توسط تلسکوپ فضایی هابل اندازه‌گیری شده است، این پرتو دارای سرعتی ۵ برابر سرعت نور است. این موضوع برای اولین بار در سال ۱۹۹۵ میلادی در کهکشان M87 مشاهده شد و از آن موقع تاکنون در کهکشان‌های متعدد دیگری نیز مشاهده شده است. ممکن است با دانستن این واقعیت، سوالات متعددی در مورد آن برای شما ایجاد شود. هیچ چیز نمی‌تواند حد سرعت درون کهکشان را بشکند و شما نمی‌توانید قوانین فیزیک را زیر پا بگذارید.

اگر می‌خواهید سر جای خود بنشینید و از مشاهده‌ی این پدیده‌ لذت ببرید، خواندن را متوقف کنید. شما را به پشت صحنه‌ی این شعبده‌بازی دعوت می‌کنیم تا ببینید که این شعبده‌ چگونه انجام می‌شود و چگونه به اخترشناسان کمک می‌کند تا سرنوشت کل کهکشان‌ها را درک کنند.

از سال ۱۹۱۸ تاکنون ما درباره‌ی جت‌های پلاسمای خارج شده از مرکز کهکشان M87 اطلاعاتی داریم. در آن زمان «هبر کورتیس» به‌عنوان  اخترشناس، اشعه‌های نوری متصل به این کهکشان را مشاهده کرد. برای این که از فاصله‌ی دور حدود ۶۰۰۰ سال نوری، قابل مشاهده باشند، این اشعه‌ها باید خیلی عظیم باشند.هم‌چنانکه اخترشناسان مدرن کنونی می‌دانند، تقریباً همه‌ی کهکشان‌ها دارای سیاه‌چاله‌ای در مرکز خود هستند که ستاره‌ها و ابرهای گازی را به درون خود می‌کشند. وقتی که ابرهای گازی به‌صورت گردابه‌ای شروع به پایین رفتن می‌کنند، گرم می‌شوند و میدان‌های مغناطیسی مقداری از آن‌ها را به درون جت‌های پلاسمایی می‌کشاند. این فواره‌ها با سرعتی نزدیک به سرعت نور و نه بیشتر از آن به بیرون پرتاب می‌شوند.

اگر تلسکوپی را به سمت آسمان و به طرف کهکشان M87 تنظیم کنید، جت‌های پلاسمایی کج‌شده‌ای را مشاهده خواهید کرد. به جای اینکه این جت‌ها در راستای دید ما باشند، مقداری به سمت راست دارای زاویه هستند. برای اینکه نور مورد نظر را درک کنید، حبابی پلاسمایی را در ابتدای این مسیر فرض کنید که در حال ساتع کردن پرتوهای نور است. هر دوی این‌ها در حال طی مسیری به سمت زمین هستند و پرتو نور و حباب درخشان پلاسمایی را شامل می‌شوند. حال ۱۰ سال صبر کنید. در آن زمان، حباب به مقدار قابل توجهی به ما نزدیک‌تر شده است و باعث می‌شود پرتوهای نوری بعدی از مکان ثانویه‌ی حباب به سمت ما بیاید.

اگر شما تصاویر اولیه و ثانویه را از دید زمین مقایسه کنید، به‌نظر می‌رسد که حباب پلاسمایی در آسمان به‌سمت راست حرکت می‌کند. ولی از آن‌جا که موقعیت ثانویه به ما نزدیکتر است، نور متصاعد شده از آن‌جا نیز فاصله‌ای کمتر از آن چیزی که به‌نظر می‌رسد، برای طی کردن به سمت ما دارد. بدین معنی که به‌نظر می‌رسد حباب سریع‌تر از چیزی که در حقیقت وجود دارد به آن‌جا رسیده است؛ حتی اگر حباب، همه‌ی ۱۰ سال گذشته را با سرعت پایینی طی کرده باشد.

به گفته‌ی «الین مییر» از دانشگاه مریلند بخش بالتیمور، فواره‌ی خارج شده از کهکشان M87 خیلی بیشتر از کنجکاوی ساده‌ای است. در همه جای جهان، جریان‌های خروجی انرژی از سیاه‌چاله‌های عظیم‌الجثه، می‌توانند فرآیند تشکیل ستاره‌ها را درون کهکشان‌ها شروع و یا متوقف کنند. این کار به اخترشناسان اجازه می‌دهد تا تخمین‌های دقیقی از سرعت خروج پلاسما و همچنین قدرت این فرآیند داشته باشند.

کهکشان M87 کهشان ویژه‌ای است، زیرا که نسبت به کهکشان‌های دیگر نزدیک‌تر است و مطالعه‌ی آن آسان است. در سال ۱۹۹۹ اخترشناسان از تصاویر هابل که طی ۴ سال از فواره‌ها ثبت شده بود، برای مشاهده‌ی پلاسماهای خروجی استفاده کردند. در سال ۲۰۱۲، مییر این کار را برای تصاویر ثبت شده در طول ۱۳ سال انجام داد و به نظرش رسید که ممکن است این فواره‌های پلاسما در صورت خیلی پیچیده فرض نکردن آن‌ها، به‌صورت مارپیچی در حال حرکت باشند.

نتایج تازه از تحقیقات مییر در حال آماده شدن برای انتشار است و اساس مطالعه را به دو دهه افزایش داده است که ممکن است شگفتی‌های بیشتری به‌دست دهد. اکثر چیزهایی که در حال حرکت در آسمان می‌بینیم، مانند سیاره‌ها و دنباله‌دارها، به ما نزدیک هستند. کهکشان M87 ده‌ها میلیون سال‌نوری از ما فاصله دارد و بسیار عجیب و غریب است که ما چیزهایی را در حال حرکت به اندازه‌ی زمان کل عمر انسان، در آن مشاهده ‌کنیم.

نوشته: جوشا ساکول

ترجمه: امید محمدی - مجله علمی ایلیاد