ستاره‌شناسان، بزرگترین و دوردست‌ترین خزانۀ آب را در کیهان یافتند.

---

ستاره‌شناسان، بزرگترین و دوردست‌ترین خزانۀ آب را در کیهان یافتند.

برگردان: محمد علیزاده

دو کارگروه از ستاره‌شناسان، بزرگترین و دوردست‌ترین خزانۀ آب را در کیهان کشف کرده‌اند. این خزانۀ آب که گمان می‌رود 140 تریلیون برابرِ تمامی آبهای دریاهای زمین باشد، پیرامون سیاه‌چاله‌ای را فراگرفته که خود یک اختروَش را خوراک می‌دهد و بیش از 12 میلیارد سال نوری از ما دورتر است.

مَت بِرَدفورد که یکی از دانشمندان آزمایشگاه پیشرانش جت ناسا در شهر پاسادنا در استان کالیفرنیای امریکا و مدیر یکی از کارگروه‌هایی است که این کشف را انجام داده‌اند، می‌گوید: "محیط پیرامون این اختروَش، بسیار بی‌مانند است زیرا که توانسته چنین تودۀ کلانی از آب را فَراوَرد. این برهان دیگری بر فراگیر بودن آب در سرتاسر جهان و حتا در زمان‌های نخست آغاز آن است." بخشی از سرمایۀ پژوهشی کارگروهِ زیر مدیریت او را ناسا بر گُرده دارد.
یک اختروَش از سیاه‌چاله‌ای بسیار بزرگ نیرو می‌گیرد که آن نیز پیوسته و یکنواخت، گاز و غبار پیرامونش را به کام خود می‌کشاند. هم‌چنان که سیاه‌چاله، گاز و غبار را به درون خود فرومی‌کشاند، اختروَش انرژی بیکرانی را به بیرون فوران می‌کند. هر دو گروه ستاره‌شناسان، یک اختروَش ویژه را با نام APM 08279+5255 بررسی کردند، اختروَشی که سیاه‌چاله‌ای به اندازۀ 20 میلیارد بار پرجرم‌تر و یک هزار بار پرتوان‌تر از خورشید پرورانده است.
ستاره‌شناسان وجود بخار آب را حتا در دوردست‌ترین فاصله‌ها و حتا در نخستین روزهای پیدایش کیهان پیش‌بینی کرده بودند، اما پیشتر، آن را نیافته و وجودش را آشکار نساخته بودند. در کهکشان راه شیری، بخار آب وجود دارد، هرچند که اندازۀ آن، 4000 بار کمتر از این اختروَش است، زیرا بیشتر بخار آب موجود در راه شیری، به ریخت یخ است.
  
برای پی بردن به ویژگیهای یک اختروَش، بخار آب گازی بسیار مهم است. و پیرامون این اختروَشِ ویژه، بخار آب گرداگرد یک سیاه‌چاله و در یک منطقۀ گازی به گسترۀ صدها سال نوری پراکنده شده است و می‌دانید که هر سال نوری 9500 میلیارد کیلومتر است. وجود بخار آب، نشان‌دهندۀ آنست که این اختروَش، انگار شناور در حمامی آکنده از گاز قرار دارد که با پرتوهای ایکس و تابش‌های فروسرخ دَربَر گرفته شده است و در هم‌سنگی با آنچه که ستاره‌شناسان تاکنون یافته‌اند، این گاز به ریخت شگفتاوری، گرم و چگال است. گرچه دمای این تودۀ گاز 53- درجه سلسیوس است و نیز 300 تریلون بار از هواسپهری که زمین را دربر دارد کم‌چگال‌تر است، هنوز پنج بار گرمتر و بین 10 تا 100 بار چگال‌تر از توده‌های گازیِ شناخته شده در کهکشانهایی مانند راه شیری است.
اندازه‌گیری بخار آب و دیگر مولکولها همچون منوکسید کربن، نشان می‌دهد که مادۀ موجود در آن تودۀ بخار آب، برای بزرگ شدن سیاه-چاله تا شش برابر اندازۀ کنونی خود، کافی است. چه این رویداد رخ دهد و یا ندهد، ستاره‌شناسان می‌گویند که شاید مقداری از این گاز، چگالیده شده و به یک ستاره دگرگون گردد و یا شاید از درون اختروَش به بیرون تراویده شود.
گروه بِرَدفورد، دیدبانی‌ها و پژوهشهای خود را در سال 2008 و با سود جستن از افزاری به نام «Z-Spec» آغاز کردند، این افزار که  تلسکوپی 10 متری است، در رصدخانۀ دیدبانیِ فُروخُرد بنیاد فناوری کالیفرنیا (1)  و بر بلندای کوه موناکی در جزیرۀ هاوایی قرار یافته است. در ادامۀ دیدبانی‌های خود نیز از رادیوتلسکوپ قرار یافته در کوه اینایو در جنوب کالیفرنیا استفاده کردند که دسته‌ای از گیرنده‌های بشقابی بسیار بزرگی است که در یک چیدمان منظم و برای پایش و رهگیریِ امواجِ با موج بسیار کوتاه ساخته شده است.
گروه دوم، به سرپرستیِ دِریوس لِس، پژوهشگر ارشد فیزیک و جانشینِ مدیر پژوهشهای رصدخانۀ فُروخُرد بنیاد فناوری کالیفرنیا و برای یافتن آب، با استفاده از یک تداخل‌سنج که در کوه‌های آلپ فرانسه است، انجام گرفت. در سال 2010، گروه لِس، به صورت پیش‌بینی‌نشده و با بختی بلند، توانستند تنها با دیدن یک نشانۀ پرتوی، نشانگانی از آب را در APM 8279+5255 آشکار سازند، و از آن‌رو که گروه بردفورد چندین نشانۀ پرتوی را آشکار ساخته بودند، توانستند داده‌های بیشتری از آب که نشان‌دهندۀ جرم هنگفت آن بود را به دست آورند. پژوهشگران بسیار دیگری نیز در این کشف مهم نقش داشتند.

برای آگاهی بیشتر به رایانشانیِ زیر نگاه کنید:
http://www.jpl.nasa.gov

نمایی خیالی از اختروَش که بخار آب آن را دربر گرفته است.
این تصویر خیالی، اختروَش یا سیاه‌‌چالۀ خورندۀ APM 08279+5255 را نشان می‌‌دهد، جایی که ستاره‌‌شناسان به وجود خزانۀ بسیار هنگفتی از بخار آب پی بردند. گاز و غبار، گرداگرد مرکز سیاه‌‌چاله را فراگرفته است، همراه با گازهای بارداری که در بالا و پایین آن است. هنگامی که پرتوهای فروسرخ گرمایی از غبار بازوان بالا و پایین تابیده می‌‌شود، پرتوهای ایکس نیز درست از مرکز آن بیرون داده می‌‌شود.
Image credit: NASA/ESA

1-California Institute of Technology’s Submillimeter Observatory