همشهری آنلاین - یکتا فراهانی: کشف ابرهای سرد در داغ‌ترین ناحیه کهکشان راه شیری، حباب‌های اسرارآمیزی به نام «فرمی» را در کانون توجه اخترشناسان قرار داده و پرسش‌های تازه‌ای دربارة منشأ آن‌ها ایجاد کرده است.
گویی تکه‌هایی از یخ را در حال جوشیدن در میان آتشفشان ببینی! تصویری که ممکن است تخیلی به نظر برسد، حالا در دنیای واقعی اخترشناسی اتفاق افتاده است.
در قلب کهکشان راه شیری، جایی که ساختارهایی عظیم به نام «حباب‌های فرمی» چون توده‌هایی از آتش در آسمان کهکشان زبانه می‌کشند، اخترشناسان موفق شده‌اند ابرهایی سرد و متراکم از هیدروژن خنثی را شناسایی کنند؛ پدیده‌ای که تا پیش‌ازاین در نظریه‌ها جایی نداشت. این کشف شگفت‌انگیز، نه‌تنها زمان‌بندی شکل‌گیری این حباب‌های غول‌آسا را بازنویسی می‌کند، بلکه برداشت‌های ما از بقای مادة سرد در محیط‌های بسیار پرانرژی را نیز زیر سؤال می‌برد. اکنون دانشمندان باید دوباره به پشت تلسکوپ‌ها بازگردند و شاید این بار، با ذهنی بازتر.
آتشفشان‌های کیهانی
ساختارهای فرمی که برای نخستین‌بار در سال ۲۰۱۰ با تلسکوپ‌هایی حساس به پرتوهای گاما کشف شدند، همچون دو حباب غول‌پیکر از گاز داغ از مرکز کهکشان راه شیری به بالا و پایین گسترش یافته‌اند. این حباب‌ها هر یک حدود ۲۵ هزار سال نوری طول دارند و ارتفاع کلی آن‌ها به ۵۰ هزار سال نوری می‌رسد.
دانشمندان بر این باورند که این پدیده حاصل رویدادی بسیار سریع، ناگهانی و پرانرژی است؛ شبیه به فوران آتشفشان، اما در مقیاسی که تنها در دل کهکشان‌ها دیده می‌شود.
بیشتر بخوانید :
ردیابی دقیق با رادیوتلسکوپ غول‌آسا
برای بررسی دقیق‌تر این ساختارها، تیمی از پژوهشگران به رهبری دکتر «رونگمون بوردولوی» از دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی، از تلسکوپ عظیم "گرین بنک" در آمریکا استفاده کردند. این تلسکوپ رادیویی توانست داده‌هایی با حساسیت دوبرابر بیشتر نسبت به بررسی‌های پیشین فراهم کند که به دانشمندان اجازه داد جزئیات بسیار دقیق‌تری از درون این حباب‌ها را کشف کنند.
یخ در آتش: کشفی که باورش سخت است
در کمال شگفتی، تیم تحقیقاتی موفق به شناسایی ابرهایی متراکم از گاز هیدروژن خنثی در ارتفاع ۱۲ هزار سال نوری بالاتر از مرکز کهکشان شد. دمای این ابرها حدود ۱۰ هزار درجه کلوین بود؛ بسیار کمتر از دمای محیط اطراف که به یک میلیون درجه می‌رسد.
به گفته دکتر اندرو فاکس، اخترشناس مؤسسه فضایی تلسکوپ هابل، یافتن این ابرهای سرد درون چنین محیطی، مانند پیداکردن تکه‌های یخ در دهانة یک آتشفشان است.
این ابرها نباید وجود می‌داشتند!
بر اساس مدل‌های رایانه‌ای، گاز سرد در چنین محیط‌هایی باید طی چند میلیون سال نابود شود. بااین‌حال، وجود این ابرها نشان می‌دهد حباب‌های فرمی نمی‌توانند قدیمی‌تر از چند میلیون سال باشند، وگرنه این ابرها مدت‌ها پیش از بین رفته بودند.
این موضوع با مشاهدات فرابنفش تلسکوپ فضایی هابل نیز هماهنگ است. داده‌های قبلی از همان ناحیه، گازهای بسیار یونیزه شده‌ای با دماهای بین ۱۰۰ هزار تا یک میلیون درجه نشان می‌دادند؛ وضعیتی که دقیقاً هنگام تبخیر ابرهای سرد انتظار می‌رود.
حرکت با سرعت میلیون مایل بر ساعت
تیم تحقیقاتی همچنین توانست سرعت حرکت این گازها را اندازه‌گیری کند: حدود یک میلیون مایل در ساعت! این سرعت بالا نیز دلیلی دیگر است بر اینکه این حباب‌ها پدیده‌ای نسبتاً جوان هستند؛ چیزی که در مقیاس زمانی کیهانی، تنها یک‌چشم برهم‌زدن به‌حساب می‌آید.
ابری برای دیدن باد کیهانی
جی لاکمن، اخترشناس رصدخانه گرین‌بنک می‌گوید: ما نمی‌توانیم باد داغ کیهانی را مستقیماً ببینیم، اما وقتی ابرهای سرد با خود می‌برد، می‌توانیم از طریق امواج رادیویی آن‌ها را ردیابی کنیم؛ درست مانند زمانی که وجود باد را با دیدن حرکت ابرها در آسمان زمین حس می‌کنیم.
تزلزل در نظریه‌های اخترفیزیکی
این یافته‌ها، نظریه‌های پذیرفته‌شده دربارة بقای گازهای سرد در محیط‌های شدیداً پرانرژی را به چالش کشیده‌اند. اکنون دانشمندان باید درک خود را از چگونگی برهم‌کنش گازها و میدان‌های انرژی در کهکشان‌ها، به طور اساسی بازنگری کنند.
مدل‌های موجود درباره بازخوردهای کهکشانی (galactic feedback) و تکامل ساختارهای کهکشانی نیازمند به‌روزرسانی هستند تا بتوانند چنین پدیده‌هایی را توضیح دهند.
اسرار قلب کهکشان
کشف ابرهای سرد در دل داغ‌ترین ساختارهای کهکشان، گواهی است بر پیچیدگی بی‌پایان کیهان. این پدیده نه‌تنها قدمت حباب‌های فرمی را کاهش می‌دهد، بلکه ما را وادار می‌کند نگاه‌مان به فیزیک محیط‌های شدیداً پرانرژی را اصلاح کنیم. شاید قلب راه‌شیری، بسیار جوان‌تر و پررمزورازتر از آن باشد که تا دیروز می‌پنداشتیم.
