سیاه‌چاله‌های غول‌پیکر راز توقف شهرهای کیهانی باستانی را فاش می‌کنند

خوشه‌های کهکشانی: شهرهای بزرگ جهان

خوشه‌های کهکشانی، که به عنوان شهرهای بزرگ جهان شناخته می‌شوند، محل زندگی بسیاری از کهکشان‌های بیضوی غول‌پیکر هستند که رشد خود را به پایان رسانده و دیگر ستاره‌ای تشکیل نمی‌دهند. با این حال، هنوز مشخص نیست که چه عاملی باعث توقف تشکیل ستاره‌ها شده است. در یک مطالعه جدید، پژوهشگران از تلسکوپ فضایی جیمز وب برای مشاهده یک پیش‌نیای خوشه‌های کهکشانی استفاده کردند و نقش سیاه‌چاله‌های فوق‌العاده بزرگ را در کاهش تشکیل ستاره‌ها و اجازه دادن به تکامل آن‌ها به کهکشان‌های بیضوی غول‌پیکر بررسی کردند.

اهمیت درک تشکیل کهکشان‌ها

درک چگونگی تشکیل کهکشان‌ها و تکمیل رشد آن‌ها یکی از حوزه‌های اصلی در اخترفیزیک است. مناطق متراکم جهان، مانند خوشه‌های کهکشانی، تحت تسلط کهکشان‌های بیضوی غول‌پیکر قرار دارند؛ کهکشان‌های عظیم و کهن که از ستاره‌های قدیمی تشکیل شده‌اند. اگرچه مکانیزم توقف تشکیل ستاره‌ها در این کهکشان‌های بیضوی غول‌پیکر هنوز مورد بحث است، یک نظریه پیش‌بینی می‌کند که سیاه‌چاله‌های فوق‌العاده بزرگ (SMBHs) می‌توانند نقش کلیدی ایفا کنند. انرژی شدید آن‌ها می‌تواند تأمین گاز برای کهکشان‌ها را سرکوب کند، که ممکن است منجر به شکل‌گیری کهکشان‌های بیضوی غول‌پیکر امروزی شود.

تحقیقات در خوشه کهکشانی اسپایدر وب

در این راستا، یک تیم بین‌المللی از پژوهشگران به بررسی کهکشان‌های عظیم در یک خوشه کهکشانی باستانی به نام پروتوکلستر اسپایدر وب پرداختند که در فاصله ۱۱ میلیارد سال نوری قرار دارد. آن‌ها از داده‌های تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) برای این تحقیق استفاده کردند.

این مطالعه می‌تواند به درک بهتر ما از چگونگی تکامل کهکشان‌ها و عوامل مؤثر بر توقف تشکیل ستاره‌ها کمک کند و به ما دیدگاه‌های جدیدی درباره ساختار و تاریخچه جهان بدهد.

تحقیقات جدید درباره کهکشان‌ها و سیاه‌چاله‌های فوق‌سنگین

این تحقیق به رهبری استاد یاری ریتم شیماکاوا از دانشگاه واسدا در ژاپن، دکتر یوسئی کایاما از رصدخانه ملی نجوم ژاپن، پروفسور تادایوکی کوداما از دانشگاه توهوکو در ژاپن، دکتر هلموت دانر باور و دکتر جی. ام. پرز-مارتینز از مؤسسه نجوم کاناری و دانشگاه لا لاگونا در اسپانیا، و سایر اعضای تیم انجام شده است. یافته‌های آن‌ها در تاریخ 18 دسامبر 2024 در گزارش‌های ماهانه انجمن نجوم سلطنتی منتشر شد.

تیم تحقیقاتی موفق به تهیه نقشه‌های با وضوح بالا از خطوط ترکیب هیدروژن شده است که فعالیت‌های شکل‌گیری ستاره و سیاه‌چاله‌های فوق‌سنگین (SMBH) را نشان می‌دهد. این نقشه‌ها با استفاده از دوربین نزدیک‌به‌قرمز نصب‌شده بر روی تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) به دست آمده‌اند. تحلیل‌های دقیق نشان می‌دهد که کهکشان‌های بزرگ با SMBHهای فعال هیچ نشانه‌ای از شکل‌گیری ستاره ندارند، به این معنی که رشد آن‌ها به شدت تحت تأثیر SMBHها قرار دارد. این نتایج پیش‌بینی نظری را تأیید می‌کند که تشکیل کهکشان‌های بیضوی غول‌پیکر با فعالیت SMBH در گذشته مرتبط است.

دکتر شیماکاوا در این باره می‌گوید: “پروتکلستر عنکبوتی توسط تیم ما به مدت بیش از 10 سال با استفاده از تلسکوپ سوبارو و سایر امکانات مورد مطالعه قرار گرفته است. با داده‌های جدید JWST، اکنون قادر به پاسخ به سوالات مربوط به درک و پیش‌بینی تشکیل کهکشان‌ها هستیم که در طول این سال‌ها جمع‌آوری کرده‌ایم.”

او همچنین اضافه می‌کند: “این مطالعه گامی مهم در گسترش درک ما از هم‌تکامل SMBHها و کهکشان‌ها در شهرهای آسمانی است.”