Where did these gigantic space bubbles come from? - Ashkbiz Danehkar

Translator: Mohammad Badsar Reviewer: Mahshid Moballegh Nasery

In November 2010, NASA announced the discovery of a strange,

در نوامبر ۲۰۱۰، ناسا کشف یک شیء کیهانی عجیب را اعلام کرد

never-before-seen galactic object:

که هرگز قبلاً دیده نشده بود:

two gigantic gaseous bubbles,

دو حباب عظیم گازی،

each emanating an impressive 25,000 light years

که هر یک به اندازه ۲۵/۰۰۰ سال نوری

from the center of our home galaxy, the Milky Way.

از مرکز کهکشان ما یعنی راه شیری ساطع می‌شد.

Inside the structures, named the Fermi Bubbles,

درون این ساختارها، به نام حباب‌های فرمی،

streams of high energy particles traveling faster than the surrounding medium,

جریان‌هایی از ذرات پرانرژی با سرعت بیش از محیط اطراف حرکت می‌کردند،

collide with dust, gas, and light,

در اثر برخورد با غبار، گاز و نور،

to create gamma rays, the most energetic form of light.

اشعه‌های گاما را به عنوان پرانرژی‌ترین شکل نور ایجاد می‌کردند.

Astronomers were perplexed.

کیهان‌شناسان مبهوت شده بودند.

While gamma rays are not uncommon in space,

با اینکه اشعه‌های گاما در فضا غیرعادی نیست،

radiation of this magnitude had only been observed in distant galaxies.

پرتوی با این شدت فقط در کهکشان‌های دور مشاهده شده بود.

And they are typically produced by large-scale powerful events,

و معمولاً توسط حوادث قدرتمند و بزرگ مثل انفجارهای ابرنواختر

like explosions of supernova.

تولید می‌شوند.

Yet, compared to our galactic neighbors,

همچنان در قیاس با همسایگان کیهانی،

the center of the Milky Way and the supermassive black hole

مرکز کهکشان راه شیری و سیاه‌چاله فوق سنگین

that resides within it,

که درون آن جای دارد،

was always thought to have been relatively calm.

همواره تصور می‌شد که نسبتاً آرام باشد.

So, what was the powerful event that created these massive structures?

بنابراین، چه اتفاق قدرتمندی این ساختارهای سنگین را ایجاد کرده است؟

And is the center of our galaxy not so sleepy after all?

و اینکه مرکز کهکشان ما در نهایت آنقدر هم آرام نیست؟

A clue to answering these questions came in December 2020,

سرنخی برای پاسخ به این سوالات در دسامبر ۲۰۲۰ عرضه شد،

when astronomers announced the discovery

هنگامی که کیهان‌شناسان کشف

of yet another set of radiating spheres.

کرات ساطع‌کننده دیگری را اعلام کردند.

Entitled the eROSITA bubbles, these structures are even wider,

این ساختارها با عنوان حباب‌های ای‌روسیتا حتی وسیع‌تر هستند،

extending nearly half the distance of the entire Milky Way in both directions,

و تقریبا به اندازه نصف فاصله کل کهکشان در هر دو سمت گسترش یافته‌اند،

and fully encapsulating the Fermi Bubbles.

و حباب‌های فرمی را به طور کامل در بر می‌گیرند.

They emit soft X-rays, which have frequencies lower than gamma rays,

اشعه ایکس ملایمی را ساطع می‌کنند که دارای فرکانس‌های پایین‌تری از اشعه گاما هستند،

but are still highly energetic forms of light.

اما همچنان شکل‌های بسیار پرانرژی از نور هستند.

Astronomers quickly surmised that the overlapping bubbles

کیهان‌شناسان سریعاً فرض کردند که این حباب‌های متداخل

most likely share a single origin.

به احتمال زیاد منشأ یکسانی دارند.

And the event that formed them must have generated a massive amount of energy—

و اتفاقی که اینها را شکل داده است باید حجم بزرگی از انرژی تولید کرده باشد -

approximately 1 million times that which the Sun will produce

تقریباً یک میلیون برابر کل انرژی که خورشید

during its entire lifetime.

در طول حیات خود تولید می‌کند.

Based on the speed of the jets of energetic electrons within the bubbles,

بر اساس سرعت جت‌های الکترون‌های پرانرژی درون حباب‌ها،

they calculated the event most likely took place

کیهان‌شناسان زمان این اتفاق را کمتر از

less than 3 million years ago.

سه میلیون سال قبل محاسبه کردند.

This is relatively recent compared to the galaxy’s 13-billion-year lifespan,

این زمان نسبت به عمر ۱۳ میلیارد ساله کهکشان راه شیری اخیراً رخ داده است،

and means our early ancestors might have even witnessed the powerful event,

و معنایش این است که اجداد اولیه ما شاید این اتفاق قدرتمند را مشاهده کرده باشند،

as a gigantic ball of heated mass illuminating the night sky.

به شکل یک توپ بزرگ از جرم داغی که آسمان شب را روشن کرده است.

But what exactly was the powerful event?

اما این اتفاق قدرتمند دقیقاً چه بوده است؟

Two theories quickly emerged about what could have created the bubbles

دو تئوری در مورد عامل ایجاد این حباب‌ها و جت‌های ذرات پرانرژی

and the high energy particle jets within.

درون آنها سریعاً مطرح شد.

And both are still debated today.

و در مورد هر دوی آنها همچنان بحث‌ها ادامه دارد.

The first theory is that the bubbles

تئوری اول می‌گوید

stem from a recent massive burst of star formation

حباب‌ها از انفجار بزرگ و اخیر تشکیل ستاره

toward the center of our galaxy.

به سمت مرکز کهکشان نشأت می‌گیرد.

Newly forming stars produce a vast outflowing of hot gas,

ستارگان در حال تشکیل جریان و حجم عظیمی از گاز داغ تولید می‌کنند

called stellar winds.

که بادهای ستاره‌ای نام دارد.

Meanwhile, young massive stars die quickly,

در همین حال، ستارگان سنگین جوان سریعاً می‌میرند،

causing energetic supernova explosions.

که موجب انفجارهای پرانرژی ابرنواختر می‌شود.

Stellar winds combined with these explosions

بادهای ستاره‌ای با این انفجارها ترکیب می‌شود

can lead to the formation of large-scale galactic winds.

و موجب شکل‌گیری بادهای کیهانی بسیار بزرگی می‌شود.

These galactic winds can push away the surrounding material,

این بادهای کیهانی می‌تواند مواد اطراف را دور براند،

creating gigantic bubbles.

و حباب‌های عظیمی ایجاد کند.

The second theory is that the structures are the result of a powerful outburst

تئوری دوم می‌گوید این ساختارها نتیجه انفجار قدرتمندی

from the supermassive black hole at the center of our galaxy.

از سیاه‌چاله فوق سنگین مرکز کهکشان است.

Named Sagittarius A*,

که کمان اِی* نام دارد،

this black hole lives up to its title of supermassive,

این سیاه‌چاله عنوان فوق‌سنگین را دارد،

as it’s approximately 4 million times the mass of the Sun.

و تقریباً ۴ میلیون برابر خورشید جرم دارد.

And scientists have documented similar jets of energy

و دانشمندان جت‌های مشابهی از انرژی را ثبت کرده‌اند

emanating from similar black holes in other distant active galaxies.

که از سیاه‌چاله‌های مشابه در دیگر کهکشان‌های فعال دوردست ساطع می‌شود.

These jets are found in active galactic nuclei known as quasars,

این جت‌ها در هسته فعال کهکشان‌ها که اختروش نام دارد یافت می‌شوند،

and they're created as dust and gases rapidly fall into the feeding black hole.

و با سقوط سریع غبار و گازها به درون سیاه‌چاله بلعنده ایجاد می‌شوند.

This gathers hot ionized gas around the vicinity,

این پدیده گازهای داغ یونیزه شده را در اطراف جمع می‌کند،

which is then ejected from the center at ultra-fast velocities.

که سپس با سرعت‌های فوق سریع از مرکز ساطع می‌شوند.

This theory suggests that Sagittarius A*, which is thought to be relatively quiet,

این تئوری بیان می‌کند که کمان اِی*، که تصور می‌شد نسبتاً آرام است،

may have been active relatively recently.

ممکن است اخیراً نسبتاً فعال بوده است.

And it begs the question: will it wake up again?

و این سوال پیش می‌آید: آیا دوباره بیدار می‌شود؟

Scientists use supercomputers

دانشمندان با استفاده از ابررایانه‌ها

to run what is known as hydrodynamic numerical simulations,

شبیه‌سازی‌های عددی هیدرودینامیک را انجام می‌دهند،

where different physical conditions that may have led to bubble formation

و شرایط فیزیکی مختلف که ممکن است چنین حباب‌هایی را شکل دهد را

are explored.

بررسی می‌کنند.

While several results suggest that extreme outbursts from Sagittarius A*

در حالی که برخی نتایج بیان می‌دارد که فوران‌های عظیم حاصل از کمان اِی*

likely contributed to the creation of the bubbles,

احتمالاً در تشکیل این حباب‌ها نقش داشته است،

it remains to be seen whether past star formations may have also played a role.

همچنان اینکه تشکیل ستارگان گذشته هم در این پدیده نقش داشته‌اند باقی می‌ماند.

Other simulations show evidence of other contributing factors,

دیگر شبیه‌سازی‌ها شواهدی از نقش بازی کردن دیگر عوامل را نشان می‌دهد،

like the influence of circumgalactic medium winds from outside our galaxy,

مثل تأثیر بادهای محیط اطراف کهکشانی از خارج از کهکشان ما،

which may explain some of the bubbles’ unique features.

که ممکن است برخی از مشخصه‌های منحصر به فرد این حباب‌ها را شرح دهد.

These computational simulations will only get more precise

این شبیه‌سازی‌های محاسباتی دقیق‌تر خواهد شد

as we continue to launch more sensitive and dynamic telescopes into space.

اگر به ارسال تلسکوپ‌های دینامیک و حساس‌تر به فضا ادامه دهیم.

But whatever answers we unlock will undoubtedly lead to more surprises

اما هر پاسخی که پیدا کنیم بدون شک به شگفتی‌های بیشتری در مورد کهکشان رمزآلود

about our mysterious, and perhaps not so calm, galaxy.

و شاید غیرآرام ما منجر خواهد شد.