תצפיות חדשות מסייעות להבין מדוע גלקסיות מסוימות פולטות סילוני גז עצומים בצורה דמוית צלב

גלקסיות פעילות רבות פולטות סילונים עצומים של גז בכל צד שלהן, שנראים כמו סימן איקס עצום בחלל. תצפיות שנעשו בטלסקופ רדיו חדש מאפשרות להבין טוב יותר מדוע התופעה מתרחשת ולפסול הסברים חלופיים לקיומה.

חורים שחורים סופר-מסיביים קיימים במרכזן של רוב הגלקסיות. במקרים מסוימים גז שנמצא בקרבת החור השחור נופל פנימה ומזין אותו במשך מיליוני שנים. לפני שהגז נופל לתוך אופק האירועים הוא יוצר דיסקה המכונה "דיסקת ספיחה", שמתחממת ופולטת קרינה בתדרים רבים, וכן סילונים של גז בכיוון ציר הסיבוב של החור השחור. הסילונים הנפלטים מגלקסיה פעילה יכולים להיות גדולים פי כמה מהגלקסיה עצמה, ונראים בעיקר בתצפיות בגלי רדיו. בדרך כלל נראה סילון אחד בכל צד של הגלקסיה. במקרים מסוימים – 10-3 אחוזים מהגלקסיות – קיימים סילונים משניים נוספים, שגורמים לחלקן לקבל צורת שמזכירה את האות X כשצופים בהן בתחום גלי הרדיו. 

שלושה הסברים מתחרים

קיימים שלושה מודלים עיקריים שמנסים להסביר את קיומם של הסילונים המשניים. על פי המודל הראשון, באותה גלקסיה קיימים שני חורים שחורים נפרדים, שפולטים שני זוגות נפרדים של סילוני גז, בעוצמות שונות ובכיוונים שונים. השני מדבר על חור שחור ששינה את כיוון הסיבוב שלו בצורה פתאומית או הדרגתית, בעקבות התמזגות עם חור שחור נוסף, כך שזוג סילונים אחד נובע מכיוון הסיבוב הקודם שלו והזוג  השני מכיוון הסיבוב החדש. המודל השלישי, שנקרא גם המודל ההידרודינמי, מסביר כי גז שנופל חזרה מהסילונים מוסט הצידה בהשפעת גז דליל שנמצא סביב הגלקסיה.לפי המודל הזה, הגז נופל לאורך הזרוע הראשית לכיוון מרכז הגלקסיה, מוסט הצידה ונפלט שוב לאורך הזרוע המשנית

טלסקופ הרדיו החדש מירקאט (MeerKAT), שהחל לפעול לאחרונה בדרום אפריקה, צפה בגלקסיה פעילה בצורת איקס בשם PKS 2014-55, כ-800 מיליון שנות אור מאיתנו. בזכות רמת ההפרדה (רזולוציה) הגבוהה שלו והיכולת שלו למדוד את ספקטרום האנרגיות והשדות המגנטיים בכל נקודה בסילוני הגז, הגיעו האסטרונומים שניתחו את התצפיות למסקנה כי ההסבר הטוב ביותר לצורתה המוזרה של הגלקסיה הוא זה של המודל ההידרודינמי. במאמרם הם הראו כי המאפיינים של סילוני הגז תואמים את המודל הזה. כמו כן הם קבעו שצורת הגז הסובב את הגלקסיה מתאימה להסטה של חומר שנופל בחזרה פנימה, ויוצר את צורת האיקס.

הסילונים הישנים (חיצים תכולים) וזווית הסיבוב שלהם (חיצים לבנים מעוקלים) | מקור: UP; NRAO/AUI/NSF; SARAO; DES
ההסבר המתאים ביותר. הסילונים הישנים (חיצים תכולים) וזווית הסיבוב שלהם (חיצים לבנים מעוקלים) | מקור: UP; NRAO/AUI/NSF; SARAO; DES

בנוסף הציגו החוקרים תצפיות רדיו ברמת הפרדה גבוהה של הגלקסיה עצמה, שחשפו סילונים חמים קטנים במרכזה, המעידים כי פעילותה התחדשה במיליוני השנים האחרונות. העובדה שסילוני הגז החדשים נמצאים באותה זווית כמו הסילונים הגדולים המוקדמים יותר (הזרועות הגדולות יותר של האיקס) תומכת בהנחה שלא מדובר במקור שמשנה כיוון, כמו שהציע המודל השני. 

רמת ההפרדה הגבוהה שמספק שילוב של מערך אנטנות רדיו מאפשרת למדוד תופעות כאלה בצורה מפורטת, ועוזרת לשלול הסברים לא מתאימים לצורתן של גלקסיות כאלה. בסופו של דבר אפשר לקוות שנלמד כך להבין לא רק איך נוצרות גלקסיות רדיו בצורת איקס, אלא גם מתי מתרחשים מיזוגים של חורים שחורים סופר-מסיביים, איך מתנהגים סילוני גז בתווך שבין גלקסיות, ועוד. 

 

0 תגובות