کوازارها(اختروشها)

عکس برداری های اپتیکی ونیز اندازه گیری تلسکوپ ها رتدیویی نشان می دهد که اندازه کوازر ها ظاهراً بسیار کوچک است. آنها بسیار کوچکتر از کهکشان های شناخته شده به نظر می رسد وبه روشهای متداول ،غالباً از ستارگان معممولی قابل تمیز نسیتند. خطوط نشری بسیار پهن کوازارها حاکی است که این اجرام از ابرهای گازی بسیار رقیق وبسیار داغ که سرعت گردابی بسیار زیادی دارند ، تشکیل شده اند . سرعت شعاعی کوازارها که از جابجایی دوپلری خطوط نشری طیف آنها اندازه گیری دقیق شده، بسیار زیاد است وگسترده ای از چندین هزار کیلومتر تا سرعتهایی حدود 90% سرعت نور دارد. گاهی شدت نور افت وخیزهای سریع ومعمولاً نامنظمی را طی چندین روز یا هفته نشان میدهد. اخترشناسان از این موضوع نتیجه می گیرند که کوازارها اجرام کوچکی هستند. زیرا اگر قطرشان چندین سال نوری بود ، درخشندگی کل نمی توانست طی دوره های کوتاه تغییر کند. برای مثال، اگر نورانیت جسمی با قطر 1000 سال نوری نظیرنورانیت کوازار درحال تغییر بود،درنظر ما نخست تغییرات نورانیت در نزدیکترین قسمت وهزار بعد،تغییرات اتفاق افتاده در دورترین قسمت آشکار می شود و ازاین رو دوره تناوب رویت تمام این تغییرات هزار سال طول میکشید.

بنابراین کوازارها نمی توانندقطری بیشتر از چند روز نوری داشته باشند. ولی باز آنچه باز بی جواب باقی می ماند ،انرژی بسیار زیاتدی است که انها هم درطول موجهای رادیویی وهم اپتیکی آزاد میکنند. اختر شناسان در پی حل این معما هستندکه چگونگی جسمی تا این حد کوچک می تواند چنین انرژی عظیمی داشته باشد. برخی از اختر شناسان دور بودن کوازارها رامورد شک قرار میدهند. به نظر آنها ، این اجرام بدان حد دور نیستند که معیار های معمولی سنجش فاصله نظیر انتقال به طرف قرمز نشان میدهد. شاید روزی ادعای آنها به ثبوت رسد ولی فعلاًبا نمودهای متناقض سروکار داریم. کوازارها یا نزدیکتر از آنند که انتقال به طرف قرمز نشان می دهد یا نسبت به اندازه شان بسیار پر انرژی اند.

کهکشان های رادیویی

کهکشان های رادیویی ، گونه ای دیگر از اجرام انفجاری برون کهکشانی هستند. آنها تابشهای بسیار قوی در طول موج های رادیویی نشان می دهند. ولی از سوی دیگر به کهکشان های عادی که ویژگی های اپتیکی مشخصی دارند ، شبیهند . بیشتر کهکشان های رادیویی که از اجرام اپتیکی تمیز داده شده اند ، ظاهری نامنظم و گسیخته دارند ؛ هسته آنها درخشان است واغلب مقادیر زیادی از غبار و گاز که به شکل نامنظمی پراکنده شده اند در آنها دیده می شود در آنها دیده می شود. گاهی نمای این کهکشانها شبیه کهکشان های بیضوی معمولی است ولی انگار توده ای از غبار وگاز با آرایشی نامنظم وغیر عادی به آنها اضافه شده است.

چگونگی انفجار    

مقدار کل انرژی لازم برای انفجارهایی که کهکشانهای رادیویی وکوازارها را به وجودمی آورد چنان زیاد است که برای تولید آن توسط واکنش های هسته ای معمولی ، باید میلیارد ها خورشید به طور کامل نابود شود . در تفسیر چگونگی این انفحارها ، نظریات زیادی ارائه شده است که در زیر به مهمترین آنها اشاره میشود.

هنگامی که کهکشان های رادیویی کشف شدند ، دانشمندان واپاشی آنهارا در نتیجه برخورد بین دو کهکشان میدانستند . چون برخورد بین دوکهکشان متحمل است ، گمان می رفت که در روند این پیشامد ، انفجار مهیب و پر انرژی به وجود می آیند . ولی اگر توزیع ستارگان را در نظر بگیریم ، می بینیم که اندازه ستارگان در مقایسه با فاصله هایشان ، بی اندازه و کوچک است و بنابر این ، دو کهکشان که فقط هاوی ستاره باشند ( یعنی غبار و گاز نداشته باشتد) بدون هیچ برخورد شدی ، به راحتی از میان یکدیگر می گزرند. در این صورت فقط برای مدتی تعداد ستارگان کهکشان دو برابر دیده می شوو وبعد از عبور آنها ازمیان هم ، همه چیز به حالت عادی بر میگردد. حتی احتمال اینکه ستاره ای از یک کهکشان با ستاره ای از کهکشان دیگر برخورد کند بسیار کم است . بر خورد بین کهکشان ها هنگامی شدید ومتلاشی کننده است که ابر های گاز وغبار موجود در آنها ، در مقایسه با ستارگان ،اندازه ای بسیار بزرگ داشته باشند >ملی حتی دراین شرایط نیز،مقدارانرژی تولید شده در اثر برخورد ، به ان حدنخواهد بود که بتواند منابع رادیویی پر انرژی پدید آورد. از دلایل دیگری که صحت نظریه فوق را مورد شک قرار میدهد ، این است که نمای ظاهری تعداد بسیار کمی از کهکشانهای رادیویی نزدیک ، حاکی از برخورد کهکشان هاست .

مبنای نظریه دیگری که اخیراً برای تبیین انرژی خروجی زیاد منابع رادیویی پیشنهاد شده است ، مواجه ماده وضد ماده است. علم فیزیک، به تقارنی بسیار دقیق بین دو شکل متفاوت از ماده در طبیعت معتقد است . یکی از این دوماده معمولی مینامیم که انسان ، زمین ، خورشید وتمام چیزهای اطراف ما از آن درست شده اند.شکل دیگر ، ضد ماده نامیده میشود که ظاهراً همانند ماده است ولی بار و خواص کاملاً متفاوتی دارند. از این رو ، به هنگام مواجهه با ماده، خصلت نابود کننده از خود نشان می دهد. بزای مثال ، پروتون یک ذره بنیادی از ماده است. ذره بنیادی دیگری نیز کشف شده است که جرمی معادل پروتون دارد ولی بار الکتریکی آن منفی است. این ذرات ،آنتی پروتون ( پاد پروتون ) نامیده می شود . هنگامی که پوتون وپاد پروتون با هم برخورد می کنند ، هر دو از بین میروند وانرژی تولید میشود. گرچه وجود ضد ماده در جهان یقیناً معلوم نیست (زیرا ضد ماده تا کنون فقط در آزمایشگاه تولید شده است) ولی گفته میشود احتمالاً در جایی از جهان ، کهکشانهایی وجود دارند که ستارگان آن از ضد ماده تشکیل شده اند که ستارگان آن از ضد ماده درست شده اند . بر اساس این نظریه ، اگر یکی از کهکشانهای ضد ماده با کهکشانی از ضد ماده برخورد کند ، کوازار یا کهکشان رادیویی بسیار قدرتمندی پدید می آید . ولی در حال حاضر ، جزئیات دقیق نظریه ترسیم نشده است ونیز علت اینکه چرا برخورد بین دو گونه متضاد از ماده به مدت زیادی ادامه می یابد ، نامعلوم است.  به نظر مخالفان هنگامی که دو ابر غبار متشکل از ماده وضد ماده به هم نزدیک شوند ، برخورد ونابودی چند اتم در وهله اوئل ، ناحیه برخورد را چنان اشفته می کند که ممکن است ابرها را از هم دور سازد ودر نتیجه بر خورد شدیدی رخ ندهد. 

فرضیه دیگری که سعی دارد منابع رادیویی را توضیح دهد ، فرضیه به هم پیوستن ماده است . طبق آنممکن است مقادیر عظیمی از ماده میان کهکشانی ، در اثر کشش گرانشی به درون کهکشان سقوط کند و نهایتاً ، افزایش بسیار زیاد ماده در هسته آن ،باعث وقوع انفجار شود. فرضیه فوق در سال1997 توسط فیلیپ موریسون و همکاران وی از دانشگاه MAT   اصلاح شد. آنهابا مطالعه دقیق نمای تغییر شکل داده و واپیچیده کهکشان M82 دریافتند که این حالت نمی تواند نتیجه انفجار باشد بلکه باید از رانده شدن کهکشانفوق به درون ابرهایعظیم الجثه گاز وغبار واقع در حوزه کهکشانهای اطراف  M81 پدید آید . رویدادی که آغاز آ«به میلیونها سال پیش بر میگردد ، یعنی موقعی که M81 یک کهکشان مار پیچی معمولی بود. این اصلاح فقط پیشنهادی است برای تفسیر منبع رادیویی کهکشان M81    وقادر به تبیین دیگر کهکشان ها ی رادیویی نیست . برای کشف علل آزاد شدن مقادیر بسیار زیاد انرژی از کهکشان رادیویی  کوازارها ناگزیر باید سازو کارهای انفجاری را مد نظر قرار داد.

محتملترین فرضیه در توضیح کوازارها وکهکشانها رادیویی ، رُمبش گرانشی ماده به درون سیاهچاله ای پر جرم است . به عقیده بسیاری از اختر شناسان ، تنها طریق تولید انرژی در این مقیاس زیاد ، فرو ریزش جسمی با جرم میلیونها و شاید میلیارد ها برابر جرم خورشید در مرکز کهکشان است .در این صورت اطراف آ« ، باعث گسیل تابشهای نورانی خواهند شد . نور گسیل شده می توان مواد بیرون از شعاع بحرانی سیاهچاله را به شدت پس زند و کهکشان با هسته ای ظاهراً در حال انفجار دیده شود .

به نظر عده ای از اختر شتاسان ف کوازارها فازی از اینفروریزش هسنمد که قبل از نا پدید شدن جسمی با جرم زیاد در پیله سیاهچاله ، دیده می شوند . مطالعاتی که در سال 1978 در مورد کهکشان M87 انجام شد ، نشان داد که هسته آن شامل جسم بسیار پر جرمی است که از ستارگان معمولی تشکیل شده است و طبق محاسبات ، جرمی متجاوز از 5 میلیارد برابر جرم خورشید دارد . این جسم می تواند یک سیاهچاله باشد . در این صورت ، گسیلش امواج رادیویی از M87، بدون تردید در نتیجه انرژی آزاد شده از فرو ریزس سیاهچاله هسته آن خواهد بود.

* با تلسکوپ های کوچک ،فقط دو کهکشان رادیویی را می توان دید ولی به علت کم نور بودن نمی توان ویژگی ها اپتیکی آنها را آشکار کرد آنها عبارتند از M82وM87.

سئوال

کهکشان ما یک «هسته فعال» دارد ، یعنی ناحیه کوچکی در مرکز آن است که امواج شدید رادیویی گسیل می کند . به نظر شما ، چرا این ناحیه در مطالعات اپتیکی دیده نمی شود؟