گروهی از ستارهشناسان به سرپرستی پیِرلوئیجی رینالدی یک کهکشان دوردست را شناسایی کردهاند که ویژگیهایش شباهت زیادی به نمونههای موسوم به «نقاط قرمز کوچک» دارد. این کهکشان که پژوهشگران آن را «ساگوارو» نامیدهاند، شواهد تازهای از روند تبدیل احتمالی این نقاط به هستههای فعال کهکشانی ارائه میدهد.
نقاط قرمز کوچک چیستند؟
نقاط قرمز کوچک اجرامی کوچک، قرمز و بسیار پرنورند که با دادههای اولیهٔ تلسکوپ فضایی جیمز وب در اعماق کیهان شناسایی شدند. بیشترِ آنها در بازههای قرمزشیفتی مربوط به حدود 12.2 تا 13.2 میلیارد سال پیش دیده میشوند. نور این اجسام عمدتاً در طول موج فروسرخ ثبت شده و سهم فرابنفش نیز در برخی نمونهها دیده میشود؛ اما نبود پرتوهای ایکسِ قوی تا کنون تعیین دقیق ماهیتشان را دشوار کرده است.
مدل سیاهچالهای و کاهش تعداد در زمان
یکی از توضیحات مطرح این است که نقاط قرمز کوچک ابرهای گازی عظیمیاند که از داخل توسط یک سیاهچالهٔ در حال رشد گرم میشوند؛ پدیدهای که گاهی «ستارهٔ سیاهچالهای» نامیده میشود. بر اساس این مدل، با رشد سیاهچاله و پاکسازی محیط اطراف، پرتوهای ایکس توان خروج پیدا میکنند. نکتهٔ پرسشبرانگیز این است که شمار این نقاط در قرمزشیفتهای متناظر با کمتر از 12 میلیارد سال پیش بهطور چشمگیری کاهش مییابد؛ دو احتمال وجود دارد: یا این اشیاء از بین رفتهاند یا تغییر شکل یافته و به صورتهایی آشنا درآمدهاند.
ساگوارو؛ نمونهای در قرمزشفت ≈2
کهکشان با شناسهٔ فهرستی WISEA J123635.56+621424.2 در قرمزشفت حدود 2 مشاهده شده است؛ یعنی آن را در وضعیتی میبینیم که نزدیک به 10.5 میلیارد سال پیش اتفاق افتاده بود. این کهکشان بازوهای مارپیچی مشخصی دارد و هستهٔ قرمزرنگ و فعالی از خود نشان میدهد. شباهت بصری هسته و بازوها دلیل نامگذاری آن به «ساگوارو» بوده است.
ویژگی تعیینکنندهٔ ساگوارو تابش فروسرخ قوی ثبتشده با JWST و تابش فرابنفش مشاهدهشده توسط هابل است، در حالی که رصدخانهٔ چاندرا فقط پرتوهای ایکس ضعیفی از آن گزارش کرده است. ترکیبِ پنهانشدگی بالا و ضعفِ ایکس میتواند توضیح دهد چرا در بسیاری از نقاط قرمز کوچک پرتوهای ایکس آشکار نیستند: یعنی سیاهچاله در حال رشد است، اما هنوز کاملانه پرتوهای ایکس قوی تولید نمیکند یا آنها توسط گاز و غبار محلی جذب شدهاند.
شواهد قبلی و مسیر تکاملی
اوایل سال جاری پرتوهای ایکسی از یک نقطهٔ قرمز دیگر با نام 3DHST-AEGIS-12014 گزارش شد که نشان از خروج پراکندهٔ ایکس از ساختار آن داشت. آن شیء حدود 11.8 میلیارد سال پیش دیده میشود، در حالی که ساگوارو تقریباً 1.3 میلیارد سال بعد قرار دارد. این توالی زمانی میتواند تصویری از مراحل میانی فرایند تکامل ارائه کند؛ از مرحلهٔ پوشیده و پرنور فروسرخ تا مرحلهای که ایکسها شروع به نفوذ میکنند.
پیامدها برای فهم رشد کهکشانها
اگر نقاط قرمز کوچک مرحلهای گذرا در مسیر رشد هستههای فعال باشند، معنیاش این است که جمعیتی مجزا از ابتدا وجود نداشته و بسیاری از کهکشانها احتمالاً از چنین مرحلهای عبور میکنند. در این صورت بازخوانی تاریخ تشکیل کهکشانها و نقش سیاهچالههای پرجرم در تنظیم ستارهزایی و خواص کهکشانها ضروری میشود؛ پرسشی جذاب نیز مطرح میشود: کهکشان راه شیری چه زمانی از چنین مرحلهای عبور کرده است؟
سؤالهای کلیدی باقیمانده
- شرایط آغازینِ شکلگیری نقاط قرمز کوچک دقیقاً چگونه بوده است؟
- نرخ رشد سیاهچاله درون این ساختارها چگونه تغییر میکند و چه زمانی پرتوهای ایکس از آنها نفوذ میکند؟
- چه بخش از این نقاط به هستههای فعال تبدیل میشوند و چه بخش به ساختارهای ستارهای دیگر بدل میگردند؟
نتایج تیم رینالدی که در تاریخ 29 ژوئیه در The Astrophysical Journal منتشر شد، حلقهٔ جدیدی به روایت شکلگیری هستهها در کیهان اضافه میکند؛ با این حال برای تکمیل این روایت به رصدها و تحلیلهای بیشتر با JWST، هابل و چاندرا نیاز است.
جهتگیری پژوهشهای آتی
گامهای بعدی شامل نقشهبرداری گستردهتر نقاط قرمز کوچک در بازههای قرمزشفتی مختلف و انجام تحلیلهای طیفی دقیقتر خواهد بود. این کارها به روشنشدن سهم سیاهچالههای پرجرم در فرایندهای شکلگیری کهکشان و تعیین میزان گذر کهکشانها از این مرحله کمک میکنند.
