ستارهشناسان قانون پنجاهسالهی کوآزار را به چالش میکشند
نوشته سام تونکین، انجمن سلطنتی نجوم
شواهد قانعکنندهای مبنی بر این که ساختار ماده اطراف سیاهچالههای فوقجرم در طول زمان کیهانی تغییر کرده است، توسط یک تیم بینالمللی از ستارهشناسان کشف شده است.
در صورت صحت، پژوهشی که توسط رصدخانهٔ ملی آتن هدایت شده و در نشریهٔ نشریهٔ ماهیانه انجمن سلطنتی نجوم منتشر شده، یک قانون بنیادی را به چالش میکشید که تقریباً نیمقرن پیشآمده است.
نحوهٔ تولید نور شدید توسط کوآزارها
کوآزارها—که برای اولین بار در دههٔ ۱۹۶۰ شناسایی شدند—از روشنترین اجرام کیهان هستند. این اجرام توسط سیاهچالههای فوقجرم تغذیه میشوند؛ مادهای که توسط گرانش قوی به سمت داخل میچرخد و یک ساختار دیسکی چرخان شکل میدهد که در نهایت به داخل سیاهچاله میافتد.
این دیسک بهدلیل اصطکاک میان ذرات ماده در حین چرخش حول سیاهچاله، بهمراتب گرم میشود و نوری تولید میکند که صد تا هزار برابر نور کل یک گالاکسی شامل ۱۰۰ میلیارد ستاره است؛ درخشی که گالاکسی میزبانی و تمام اجزای آن را پشت سر میگذارد. این مقدار عظیم نور فرابنفش توسط تلسکوپهای مختلف قابل مشاهده است و به ستارهشناسان امکان میدهد کوآزارها را در لبهٔ کیهان شناسایی کنند.
نور فرابنفش دیسک همچنین به عنوان سوختی برای نور پرتو ایکس پرانرژیتر تولیدشده توسط کوآزارها محسوب میشود؛ اشعههای فرابنفش که از طریق فضا عبور میکنند، ابرهای ذرات بسیار پرانرژی را که در نزدیکی سیاهچاله قرار دارند، میبرند؛ ساختاری که «کرونا» نام دارد.
زمانی که این اشعهها از این ذرات پرانرژی بازتاب میشوند، انرژیشان افزایش مییابد و نور پرتو ایکس شدیدی تولید میشود که آشکارسازهای ما نیز میتوانند آن را تشخیص دهند.
تغییر در رابطهٔ بین تابشها
بهدلیل تاریخچهٔ مشترکشان، تابشهای پرتو ایکس و فرابنفش کوآزارها بهطور نزدیک به هم پیوند دارند—نور فرابنفش روشنتر معمولاً به معنای شدت بالاتر پرتو ایکس است. این همبستگی که تقریباً پنجدهه پیش کشف شد، بینشهای بنیادی دربارهٔ ژئومتری و شرایط فیزیکی مادهٔ نزدیک به سیاهچالههای فوقجرم ارائه میدهد و برای دههها محوری برای پژوهشهای فراوان بوده است.
پژوهش اخیر، با به چالش کشیدن جهانکمالی این همبستگی، گردش جدیدی به مطالعات پیشین میافزاید؛ فرضیهٔ بنیادی که دلالت دارد ساختار ماده اطراف سیاهچالهها در سراسر جهان مشابه است.
این پژوهش نشان میدهد که زمانی که کیهان جوانتر بود—حدود نیمی از سن کنونیاش—همبستگی بین نور پرتو ایکس و فرابنفش کوآزارها بهطور قابلتفاوتی از همان همبستگی که در کیهان نزدیک مشاهده میشود، متفاوت بوده است. این کشف نشان میدهد که فرآیندهای فیزیکی مرتبط با دیسک انباشت و کرونا اطراف سیاهچالههای فوقجرم ممکن است در طول ۶٫۵ میلیارد سال گذشتهٔ تاریخ کیهانی تغییر کرده باشند.
«تأیید یک رابطهٔ غیرجهانی بین پرتو ایکس و فرابنفش در طول زمان کیهانی، کاملاً شگفتانگیز است و درک ما از چگونگی رشد و تابش سیاهچالههای فوقجرم را به چالش میکشد»، گفت دکتر آنتونیس جورجاکاکیس، یکی از نویسندگان این مطالعه.
«ما این نتیجه را با روشهای مختلف آزمون کردیم، اما بهنظر میرسد که پایدار است.»
پیامدهای این یافته برای اندازهگیریهای کیهانی
این پژوهش، مشاهدات جدید پرتو ایکس از تلسکوپ پرتو ایکس eROSITA و دادههای آرشیوی از رصدگاه پرتو ایکس XMM-Newton که تحت نظارت آژانس فضایی اروپا (ESA) است، ترکیب میکند تا رابطهٔ بین شدت نور پرتو ایکس و فرابنفش را در نمونهای بیسابقه بزرگ از کوآزارها بررسی کند. پوشش وسیع و یکنواخت پرتو ایکس جدید eROSITA نقش تصمیمساز را ایفا کرد و به تیم امکان داد تا جمعیتهای کوآزارها را در مقیاسی که پیش از این امکانپذیر نبوده، بررسی کند.
جهانکمالی رابطهٔ فرابنفش‑به‑پرتو ایکس، پایهگذار برخی روشهاست که کوآزارها را بهعنوان «شمعهای استاندارد» برای اندازهگیری ژئومتری جهان به کار میبرند و در نهایت به بررسی ماهیت مادهٔ تاریک و انرژیٔ تاریک میپردازند. این نتیجهٔ جدید بر لزوم احتیاط تأکید میکند و نشان میدهد که فرض ثابت ماندن ساختار سیاهچالهها در طول زمان کیهانی باید بهصورت دقیق بازنگری شود.
پژوهشهای آینده و سؤالهای بیپاسخ
«پیشرفت کلیدی در اینجا روششناختی است»، گفت ماریه چیرا، پژوهشگر پسادکتری در رصدخانهٔ ملی آتن که نویسندهٔ ارجح مقاله است. «پویش eROSITA گسترده اما نسبتاً کم عمق است؛ بسیاری از کوآزارها تنها با چند فوتون پرتو ایکس شناسایی میشوند. با ترکیب این دادهها در چارچوبی آماری بیزی مستحکم، توانستیم الگوهای ظریف را کشف کنیم که در غیر این صورت پنهان میماندند.»
مجموعهٔ کامل اسکنهای تمامآسمانی eROSITA بهزودی به ستارهشناسان امکان میدهد تا کوآزارهای بسیار کمدرخشان و دوردستتر را بررسی کنند. تحلیلهای آینده با استفاده از این دادهها—بههمراه پژوهشهای پرتو ایکس و چندطیفری نسل پسین—به شناسایی اینکه آیا تحول مشاهدهشده، بازتاب تغییر فیزیکی واقعی است یا صرفاً اثرات انتخابی است، کمک خواهند کرد.
چنین مطالعاتی بینش جدیدی در مورد نحوهٔ تغذیهٔ سیاهچالههای فوقجرم بیشینهٔ نورانیترین اجرام کیهان و چگونگی تحول رفتار آنها در طول زمان کیهانی فراهم خواهند کرد.
اطلاعات بیشتر: ماریا چیرا و همکاران، بازنگری رابطهٔ پرتو ایکس‑به‑فرابنفش کوآزارها در عصر سرویسهای تمامآسمانی، نشریهٔ ماهیانه انجمن سلطنتی نجوم (2025). DOI: 10.1093/mnras/staf1905
اطلاعات مجله: نشریهٔ ماهیانه انجمن سلطنتی نجوم
ارائهشده توسط انجمن سلطنتی نجوم
استناد: ستارهشناسان قانون پنجاهسالهی کوآزار را به چالش میکشند (2025، 11 دسامبر) بازیابیشده 24 دسامبر 2025 از https://phys.org/news/2025-12-astronomers-year-quasar-law.html