 اخترفيزيكدان جوان ايراني و يافته‌هاي بي‌سابقه درباره مارپيچ مرگ در قلب كهكشان‌ها 
1385/03/27 12:23
  گروهي بين‌المللي از اخترشناسان به سرپرستي دكتر كامبيز فتحي، اخترفيزيكدان جوان ايراني براي نخستين بار در تاريخ اخترشناسي موفق به اندازه‌گيري سرعت سقوط مواد سرازير به درون ابر سياه‌چاله مركزي يك كهكشان شدند.  به گزارش خبرنگار «پژوهشي» خبرگزاري دانشجويان ايران (ايسنا) ، اين كشف كه مورد توجه گسترده محافل علمي و خبري جهان&nbsp;قرار گرفته، نشان مي‌دهد سرعت سقوط مواد در مارپيچ‌هاي مرگ به سوي ابرسياه چاله مركزي كهكشان‌ها بسيار سريع‌تر از ميزاني است كه فرضيه‌هاي كنوني پيش بيني مي‌كردند، به طوري كه تنها در مدت 200 هزار سال، مواد از دورترين كرانه‌هاي كهكشان كه از ديد تلسكوپ‌ها خارج است، به درون سياه چاله مركزي سقوط مي‌كنند.  اندازه‌گيري سرعت سقوط مواد به درون ابر سياه چاله مي‌تواند اطلاعات بسيار با ارزشي را در پيش بيني روند تكامل ابرسياه‌چاله‌ها در اختيار دانشمندان قرار دهد.  دكتر كامبيز فتحي كه سرپرستي گروهي بين‌المللي از اخترشناسان آمريكا، ايتاليا، شيلي و برزيل را در اين تحقيقات بر عهده داشته است در سال 1353 در شهر «سقز» در استان كردستان به دنيا آمده و تحصيلات مقدماتي خود را تا سال دوم راهنمايي در ايران طي كرده است.  وي پس از مهاجرت به سوئد، مدارج كارشناسي و كارشناسي ارشد را در رشته رياضي در دانشگاه «اپسالا» سوئد اخذ كرده و دوره كارشناسي ارشد اختر فيزيك نظري را در دانشگاه «كمبريج» انگلستان پشت سر گذاشته است .  وي همچنين پس از طي دوره‌هاي شش ماهه را در زمينه ستاره شناسي رصدي در دانشگاه UCM در مادريد اسپانيا، از سال 2000 تحصيلات دكتريش را در رشته اخترفيزيك در مؤسسه اخترشناسي Kapteyn هلند - با كار در مراكز تحقيقاتي آمريكا، هلند و فرانسه - آغاز كرد.  زمينه تحقيقات رساله وي، بررسي شكل كهكشان‌هاي مارپيچي و ديناميك فيزيكي آنها و مطالعه نحوه ايجاد و روند تكامل آنها بوده است.  دكتر فتحي در سال 2004 از طرف ناسا به عضويت گروهي بين‌المللي از اخترشناسان در آمده كه در زمينه بررسي ويژگي‌هاي ابر سياه‌چاله‌هاي مركزي كهكشان‌ها تحقيق مي‌كنند.  اين اخترفيزيكدان جوان ايراني در حال حاضر فعاليتهاي پژوهشي‌اش را در دانشگاه «استكهلم» سوئد و دانشگاه «قناري» (مؤسسه تحقيقات اختر فيزيك‌ در جزاير قناري اسپانيا) ادامه مي‌دهد كه زمينه اصلي اين تحقيقات كهكشان‌هاي مارپيچي و نحوه سرازير شدن مواد به درون ابرسياه‌چاله‌مركزي آنهاست.  دكتر كامبيز فتحي در گفت‌وگويي با خبرنگار «پژوهشي» خبرگزاري دانشجويان ايران (ايسنا) ، درباره روند تحقيقاتش در زمينه كهكشان‌هاي مارپيچي اظهار كرد: تحقيقات من در اين زمينه در دوره دكتري در رصدخانه بين‌المللي جنوب اروپا در جزاير قناري اسپانيا و با استفاده از تكنيك پيشرفته اسپكتروسكوپي دو بعدي آغاز شد كه طي آن توانستيم به اطلاعات جالبي درباره نحوه تشكيل كهكشان‌هاي مارپيچي دست پيدا كنيم. كهكشهان‌هاي مارپيچي به حدي بزرگند كه ديناميك فيزيكي و شكلشان تحت تاثير جاذبه خودشان تغيير مي‌كند.  وي خاطر نشان كرد: در تحقيقات انجام شده توانستيم اين خصوصيات كهكشان‌هاي مارپيچ‌ را كه ستارگان و گازهاي آنها تحت جاذبه خود كهكشان كه به حالت مارپيچ آنها منجر شده است از شعاع‌هاي بسيار دور به سمت مركز كهكشان كشيده مي‌شوند اثبات كنيم.  فتحي با اشاره به ارتباط اين ويژگي‌ با فرضيه اكتيو (فعال) شدن كهكشان‌ها خاطر نشان كرد: در مركز كهكشان‌هاي مارپيچ ــ و ساير كهكشانهاي بزرگ كه البته مدل سرازير شدن مواد به طرف مركز آنها متفاوت است ــ هسته‌اي وجود دارد كه انرژي و نور زيادي در آن ايجاد مي‌شود. يكي از فرضيه‌هاي مطرح در توجيه اين پديده، وجود يك ابرسياه‌چاله در مركز اين كهكشان‌هاست كه حجم زيادي گاز از كهكشان به درون اين ابرسياه‌چاله مركزي سقوط كرده و در اثر شتاب بسيار زياد گازهاي ورودي، انرژي فوق العاده زيادي توليد مي‌شود كه منشاء انتشار پرتوهاي شديد در اطراف ابرسياه‌چاله مركزي است .  وي در ادامه به تحقيقات اخيرش با همكاري گروهي بين‌المللي از اختر شناسان كه از اكتبر 2004 از سوي ناسا به آنها ملحق شده است، اشاره كرد و به ايسنا گفت: هدف اصلي اين تحقيقات اندازه‌گيري وزن ابرسياه‌چاله مركزي در قلب كهكشان‌هاست، كه با بررسي كهكشان فعال NGC 1097 ــ در فاصله 47 ميليون سال نوري زمين ــ انجام مي‌شود با محاسبه مقدار و سرعت گازي كه به درون ابرسياه‌چاله‌ مركزي كهكشان سرازير مي‌شود، ميزان انرژي خروجي از مركز ابر سياه چاله مشخص مي‌شود كه مقايسه آن با تصاوير و اطلاعات مربوط به كهكشان اين فرضيه را كه اكتيو بودن كهكشان‌هاي بزرگ به دليل وجود چنين ابرسياه چاله‌هايي در مركز آنهاست، اثبات مي‌كند.  وي با تاكيد بر اين كه اين ابر سياه چاله‌ها هم همانند ساير سياه‌چاله‌ها رويت پذير نبوده و تنها با بررسي تاثيرات پيرامونيشان قابل مطالعه هستند، خاطر نشان كرد: هدف نهايي تحقيقات ما اثبات وجود ابرسياه چاله‌ها در مركز كهكشان‌هاي بزرگ و نقش آنها در تكامل كهكشان با توجه به جرم فوق العاده آنهاست كه يك ميليون تا يك ميليارد برابر بزرگتر از خورشيدند.  دكتر فتحي كه سرپرستي بررسي‌هاي مربوط به كهكشان NGC1097 توسط اين گروه بين‌المللي شامل دو دانشمند ديگر از آمريكا، چهار دانشمند ايتاليايي و برزيلي و اخترشناسي از شيلي را بر عهده داشته است به ايسنا گفت: در اين تحقيقات توانستيم خصوصيات فيزيكي مارپيچ‌هايي كه گاز را به سياه چاله مركزي كهكشان هدايت مي‌كند، بررسي و براي اولين بار سرعت سقوط اين گازها را اندازه‌گيري كنيم و فهميديم كه سرعت اين گاز خيلي بيشتر از ميزاني است كه در فرضيه‌ها مطرح شده بود؛ به طوري كه تنها در مدت 200 هزار سال اين گازها از دورترين جاي كهكشان كه تلسكوپ ما قادر به ديدن آن نبود به درون اين ابرسياه چاله سقوط مي‌كنند كه يكي از جنبه‌هاي بسيار شگفت انگيز اين كشف است.  وي خاطر نشان كرد: سرعت سقوط مواد به درون ابر سياه‌چاله مركزي كه احتمال وجود آن پيش از اين هم مطرح بوده است، همواره يكي از مجهولات بزرگ در اين زمينه بوده كه اكنون با پي بردن به آن مي‌توان با محاسبه ميزان گازهايي كه درون ابرسياه چاله سقوط مي‌كنند، وزن ابر سياه چاله مركزي را - مثلا در 100 ميليون سال آينده - و تاثيرات ناشي از وجود چنين ابر سياه چاله عظيم مركزي در روند تكامل كهكشان را پيش‌بيني كرد.  دكتر فتحي در عين حال با بيان اين كه براي اثبات فرضيه سرازير شدن مواد از شعاع‌هاي خيلي دور به درون ابرسياه چاله‌اي در مركز تمام كهكشان‌ها، تحقيقات اين پروژه همچنان ادامه دارد، به خبرگزاري دانشجويان ايران گفت: با توجه به اين كه مواد به صورت توده‌هاي گاز به طرف ابر سياه‌چاله مركزي سرازير مي‌شوند و در نتيجه اين احتمال همواره وجود دارد كه ابرهاي گازي مسير حركت يكديگر از مسدود كنند، از لحاظ فيزيك نظري نحوه سرازير شدن اين گازها به طرف مركز كهكشان قاعدتا بايد به صورتي باشد كه اين ابرها راه يكديگر را مسدود نكنند و حتي بتوانند به يكديگر كمك كنند كه تنها راه اين است كه به حالت مارپيچي به طرف مركز جاذبه كهكشهان بچرخند و به تدريج به سياه چاله نزديك شده و به داخل آن سقوط كنند.  وي با بيان اين كه چنين فرم مارپيچي منحصر به كهكشان‌هاي مارپيچ نيست، تصريح كرد: در حال حاضر مشغول بررسي كهكشان ديگري موسوم به كهكشان R102B هستيم كه ساختاري كاملا دايره‌يي ( بي شكل) داشته و در تصاوير تهيه شده از آن هم هيچ اثري از گردهمايي مواد از بيرون به مركز كهكشان ديده نمي‌شود ولي بررسي‌هاي ما براي اولين بار وجود دو ساختار مارپيچي را در بخش مركزي آن كهكشان نشان داد.  به گفته دكتر فتحي كه سرپرستي اين بخش از تحقيقات را نيز بر عهده داشته كشف بي سابقه چنين ساختار مارپيچ در كهكشاني كاملا گرد و دايره‌يي كه هيچ شواهدي از شكل مارپيچي و مقدار زياد گازهاي در حال سقوط در آن وجود ندارد، بسيار شگفت‌انگيز است. در واقع در اين كهكشان كاملا دايره‌يي صرفا به دليل مركز اكتيوي كه وجود دارد و براي رساندن اندك گازهاي موجود به مركز كهكشان، ساختاري مارپيچي شكل گرفته است.  اين اختر فيزيكدان جوان ايراني در گفت‌و‌گو با ايسنا خاطرنشان كرد: علاوه بر اين تحقيقات از حدود يك سال پيش پژوهشي را در بررسي تشكيل ستاره‌هاي جديد در مركز كهكشان‌ها در اثر افزايش ميزان گازها در اين بخش از كهكشان به دليل سرازير شدن آنها به سوي ابر سياه‌چاله مركزي آغاز كرده‌ام. پديده تشكيل اين ستاره در شعاع كوچكي از مركز كهكشان كه البته در نهايت با سقوط به درون ابر سياه‌چاله مركزي نابود مي‌شوند، در تصاوير ثبت شده از كهكشان‌ها هم مشهود است كه اميدوارم بتوانم در فرصتي مناسب اين تحقيقات را نيز به طور جدي دنبال كنم.  دكتر فتحي در ادامه در پاسخ به خبرنگار ايسنا كه وجود چنين پديده‌اي در مركز كهكشان راه شيري را جويا شده بود، اظهار داشت: اين پديده در كهكشان راه شيري هم وجود دارد ولي به دليل گرد و غبار زيادي كه در كهكشان‌ها وجود دارد و به‌خصوص با توجه به محدوديت ديد ما نسبت به كهكشان خودمان، امكان مشاهده مستقيم گازهاي سرازير شده - آن‌طور كه در تصاوير ساير كهكشان‌ها مي‌بينيم - وجود ندارد.  وي در عين حال خاطرنشان كرد: ستاره‌هايي در كهكشان راه شيري شناسايي شده‌اند كه دور ابرسياه‌چاله مركز كهكشان مي‌گردند و به احتمال قوي در آينده دور يا نزديك به درون ابرسياه‌چاله مركزي سقوط مي‌كنند؛ البته فرق اساسي كه بين كهكشان ما و كهكشان بسيار فعالي نظير NGC 1097 وجود دارد اين است كه در كهكشان راه شيري گازها و مواد با سرعتي بسيار كمتر به درون ابر سياه‌چاله مركزي سقوط مي‌كنند.  اختر فيزيكدان ايراني دانشگاه «استكهلم» سوئد در پاسخ به اين سوال كه با توجه به عقيده وي مبني بر فعال نبودن كهكشان راه شيري، آيا زمان اكتيو بودن اين كهكشان مشخص است يا نه؟ اظهار داشت: پاسخ اين سوال كه آيا كهكشان راه شيري در گذشته اكتيو بوده يا در آينده‌اي دور يا نزديك اكتيو خواهد شد، مشخص نيست؛ چون دوره اكتيويته كهكشان كوتاه مدت - در حد چند صد ميليون سال - است ولي شكل‌هاي مارپيچي مي‌تواند در طول ده‌ها ميليارد سال در كهكشان‌ها وجود داشته باشند كه البته در اين‌جا تناقض و مساله‌اي نيز مطرح مي‌شود كه اگر ساختاري مارپيچي، گاز و ستاره‌ها را به مركز كهكشان و داخل ابر سياه‌چاله مركزي سوق مي‌دهد چرا كهكشان‌ها نمي‌توانند هميشه اكتيو باقي بمانند؟  دكتر فتحي در ادامه با پاسخ به اين سوال كه چه شواهدي بر اكتيو بودن كهكشان‌ها - نظير كهكشان NGC1097 - وجود دارد اظهار داشت: با اين‌كه از روي شكل ظاهري كهكشان‌ها نمي‌توان به اكتيو بودن آنها پي برد ولي اسپكتروم ناحيه مركزي كهكشان در صورتي كه نشان از تشكيل ديسكي در مركز كهكشان‌هاي فعال در اثر آزاد شدن پرتوهاي هيدروژن آلفا باشد، اكتيو بودن كهكشان را نشان مي‌دهد.  وي خاطرنشان كرد: نكته جالبي كه درباره كهكشان NGC1097 وجود دارد اين است كه با اطمينان مي‌دانيم اين كهكشان از سال 1993 اكتيو شده است. از نظر آماري بسيار به ندرت اتفاق مي‌افتد كه بتوانيم فعال شدن يك كهكشان را ببينيم. با اين كه متاسفانه عكس‌ها و تصاوير قبل از سال 1993 چندان قوي نبوده و امكان مقايسه دقيق آنها با تصاوير كنوني وجود ندارد.  اين اخترشناس جوان ايراني كه در كنار فعاليت‌هاي علمي و علي‌رغم سال‌ها دوري از وطن شيفته فرهنگ و موسيقي سنتي ايراني است و در سطح استادانه‌اي دف و ضرب مي‌نوازد در پايان اين گفت‌وگو در تبيين علت گرايشش به نجوم و اختر فيزيك اظهار داشت: با افتخار مي‌توانم بگويم يكي از عوامل مهمي كه مرا به ستاره‌شناسي ترغيب كرد موقعيت استثنايي بود كه به دليل سبك معماري خاص ايران براي مشاهده ستارگان در كودكي داشتم.  علاقه به نجوم و روياي ستاره شناسي از دوران كودكي و شب‌هايي كه در شهر زادگاهم پشت بام مي‌خوابيدم در در من ايجاد شد و همين علاقه هدايت كننده اصلي من در مسير زندگي و عامل اصلي گرايش من به نجوم بود.  گفت‌و‌گو: علي شمس   