ჰიპერსწრაფი ვარსკვლავები

 ირმის ნახტომში არის ვარსკვლავები, რომლებიც მეოთხე კოსმოსური სიჩქარით მოძრაობენ. ამით მათ, გალაქტიკის მიზიდულობის დაძლევა და მის ფარგლებს გარეთ გასვლა შეუძლიათ. ასეთი მნათობების წარმოშობა და ქცევა უამრავ შეკითხვას ბადებს. პასუხების მიღება გალაქტიკის ცენტრალური ზემასიური შავი ხვრელის ბუნებისა და მასში (გალაქტიკაში) ბნელი მატერიის განაწილების უკეთ გაგების საშაულებას მოგვცემდა.

 ირმის ნახტომში არსებული ფარული მატერიის მდებარეობის დადგენა, მნათობთა მოძრაობაზე დაკვირვებით ხდება. მზის თავისუფალი ვარდნის აჩქარება გალაქტიკის ცენტრის მიმართ, ორი ანგსტრემია ყოველ წამკვადრატში. დაახლოებით ასეთივე აჩქარებით გადაადგილდება გალაქტიკის გარშემო დანარჩენი ხილული და უხილავი მატერიაც.

 ბნელი მატერიის არსებობის პირველი მტკიცებულება 1932 წელს გამოჩნდა, როცა ნიდერლანდელმა ასტრონომმა იან ოორტმა, ვარკსკვლავების გადაადგილების პირველი თანამედროვე თეორია შეიმუშავა. გალაქტიკის კიდეზე მოძრავ ვარსკვლავებზე დაკვირვების მერე მან დაასკვნა, რომ რაღაც უხილავი მატერია უნდა არსებობდეს, რომელსაც ახლა ბნელ მატერიას უწოდებენ (ფრიც ცვიკი(Fritz Zwicky) და ვალტერ ბაადე(Valter Baade)).

 ნეიტრალური წყალბადის ღრუბლებზე შემდგომი დაკვირვებებით, ოორტის ვარაუდებმა მტკიცებულება მიიღო – გალქტიკის ცენტრიდან დაშორების მიხედვით, ობიექტთა მოძრაობის სიჩქარე არ მცირდება, დაახლოებით იგივე რჩება.

 ირმის ნახტომის ვარსკვლავთა უმრავლესობა 60 ათასი სინათლის წლის რადიუსის დისკოში თითქმის წრიული ტრაექტორიებით მოძრაობს. გალქტიკას ცენტრალური ელიფსური ამობურცულობაც (“ბალჯი”) აქვს, 6 ათასი სინათლის წლის ზომის რადიუსით, ვარსკვლავების მჭიდროდ განლაგებით მასში და 800 ათასი სინათლის წლის მანძილზე გავრცელებული გაიშვიათებული გარე გარსი, რომელსაც ჰალოს უწოდებენ (გალაქტიკები – სამყაროს ვარსკვლავური კუნძულები).

 ე.წ. ჰიპერსწრაფი ვარსკვლავები, რომელთაც გალაქტიკის ცენტრიდან მის გარე ჰალომდე მოგზაურობა შეუძლიათ, ამ სურათში ვერ ეწერებიან. პირველი ასეთი ობიექტი 10 წლის წინ, ასტრონომებმა უორენ ბრაუნმა, მარგარეტ ჰელერმა, სქოთ ქენონმა და მაიქლ ქურცმა აღმოაჩინეს (სმითსონის ასტროფიზიკური ობსერვატორია, ა.შ.შ.). გალაქტიკის ცენტრიდან 300 ათასი სინათლის წლის მანძილზე მდებარე ვარსკვლავი, დედამიწას 850 კმ/წმ. სიჩქარით შორდებოდა, რაც მეოთხე კოსმოსურ სიჩქარეს თითქმის ორჯერ აჭარბებს.

 ზეახლის ანთება ან სხვა მნათობთან ურთიერთქმედება ასეთ სიჩქარეს ვერ ახსნის, ობიექტთა მცირე მასების გამო. ამაში, მზეზე 100 ათასჯერ მასიური სხეულის მონაწილეობაა საჭირო. ირმის ნახტომში მინიმუმ ერთი ასეთი ობიქტი მაინც არის – ცენტრალური ზემასიური შავი ხვრელი. ჰიპერსწრაფი ვარსკვლავების შესწავლა გალაქტიკის ცენტრალური ზემასიური შავი ხვრელის ბუნებისა და მასში (გალაქტიკაში) ბნელი მატერიის განაწილების უკეთ გაგების საშაულებას მოგვცემდა.

 იდეა იმის შესახებ, რომ ზემასიურ ხვრელს გალაქტიკის ცენტრიდან ვარსკვლავის ამოგდება შეუძლია, 1988 წელს ფიზიკოს-თეორეტიკოსმა ჯეკ ჰილსმა წამოაყენა.

 ჰილსის მიხედვით, ჯერ იყო ორმაგი ვარსკვლავი… შეშფოთებების არ არსებობის შემთხვევში, ორი სხეულის ორბიტული მოძრაობა სტაბილურია. თუ მესამე სხეულსაც ჩავრთავთ (შეშფოთება), სტაბილურობა ირღვევა და სისტემის შიგნით ენერგიის გადანაწილება ხდება. ამ დროს, ერთ-ერთი სხეული სამმაგ სისტემას ტოვებს. ორმაგი ვარსკვლავისა და ზემასიური შავი ხვრელის შემთხვევაში, ჰიპერსწრაფი ვარსკვლავი არის სხეული, რომელიც სისტემიდან ამოვარდა.

 ორმაგი ვარსკვლავებისა და ცენტრალური ზემასიური შავი ხვრელის შეჯახებები, ჰილსის შეფასებით, ყოველ რამდენიმე ათას წელიწადში უნდა ხდებოდეს, ხოლო ასეთნაირად აჩქარებული ჰიპერსწრაფი ვარსკვლავი 33 ათასი სინათლის წლის მანძილს 10 მილიონი წლის განმავლობაში ფარავს. ანუ, ამ მომენტისთვის, გალაქტიკის ცენტრიდან ასეთ მანძილზე რამდენიმე ათასი ჰიპერსწრაფი ვარსკვლავი უნდა იყოს.

 პოლ მაქოლის რომანში – ”მარადიული სინათლე”, რომელიც 1993 წელს გამოქვეყნდა, დედამიწასთან ახლოს მოძრავმა ჰიპერსწრაფმა ვარსკვლავმა, ბოროტი უცხოპლანეტელები მოიყვანა თან.

 პირველი ასეთი ობიექტი 2005 წელს იქნა აღმოჩენილი. როგორც დაკვირვებებით დადგინა, გალაქტიკის ცენტრიდან 1 სინათლის წლის მანძილზე, 100 სიანთლის წლის ზომის სივრცეში, რამდენიმე ასეული ვარსკვალი არასტაბილურ ორბიტებზე მოძრაობს. აქ მოქცეული მნათობებისა და გაზის ღრუბლების ჯამური მასა მილიონჯერ აჭარბებს მზისას. იმაზე, რომ ჩვენი გალაქტიკის ცენტრალური შავი ხვრელი 4 მილიონი მზის მასისაა, ორი ძირითადი ფაქტი მიუთითებს. 1. რადიოწყარო მშვილდოსანი A*, მის გარშემო მოძრავი ვარსკვლავების მიმართ ნულოვანი სიჩქარით გადაადგილდება; 2. მასთან ყველაზე უფრო ახლოს მოძრავი მნათობების სიჩქარე სინათლის სხივის სიჩქარის რამდენიმე პროცენტს უტოლდება.

 ხვრელიდან 1 სინათლის წლის მანძილზე მოძრავი ვარსკვლავები, როგორც ჩანს, ხვრელის  (აკრეციულ) დისკოს გაზ-მტვროვან დისკოში წარმოიქმნა. ამ დისკოს შიდა კიდის ზომა 0,1 სინათლის წელია. მასში უკიდირესად არასტაბილურ ორბიტებზე მოძრავი ოცამდე ვარსკვლავია გამოვლენილი. ზემასიურ შავ ხვრელთან მათი გამოჩენის მიზეზი ჰილსის მექანიზმთან უნდა იყოს დაკავშირებული, ანუ ეს, ორმაგი ვარსკვლვების ნარჩენებია, რომელთა მეწყვილეები ჰიპერსწრაფ მნათობებად გადაიქცა.

 ჰიპერსწრაფი ვარსკვლავების მოძრაობის სიჩქარე ზემასიური შავი ხვრელის ზრდასთან და გალაქტიკის ცენტრიდან მოქმედ მოქცევით ძალასთან არის დაკავშირებული. ზემასიური შავი ხვრელისთვის, ორმაგი ვარსკვლავის ორბიტული სიჩქარე ათი ათას კილომეტრს აღწევს წამში. ორმაგი სისტემის მასათა ცენტრის გარშემო ვარსკვლავთა ბრუნვის სიჩქარე – 100 კმ/წმ. ზემასიურ შავ ხვრელთან ურთიერთქმედებისა და ორმაგი სისტემის დაშლის მერე, ზემასიური შავი ხვრელი ერთ-ერთ მნათობს 1000 კმ/წმ-მდე სიჩქარით გამოტყორცნის.

 ზემასიურ ხვრელთან დარჩენილი ვარსკვლავი კი მოქცევით დაშლას განიცდის და ჰიპერსწრაფი ვარსკვლავი ვერ ხდება.

 ასტრონომებმა ჩრდილოეთ ნახევარსფეროს ცის ნახევარი შეისწავლეს და დოპლერის წანაცვლების ანალიზით 21 ჰიპერსწრაფი ვარსკვლავი აღმოაჩინეს. აღმოჩენილია ჰიპერსწრაფი ორმაგი ვარსკვლავიც, რომელიც, როგორც ჩანს, სამმაგი სისტემის ნაწილი იყო.

 აღსანიშანავია, რომ აღმოჩენილ ჰიპერსწრაფთა ნახევარზე მეტი ლომის თანავარსკვლავედის მიმართულებით მდებარეობს. რატომ – გაურკვეველია. სავარაუდოდ, ამის ახსნა სამხრეთ ნახევარსფეროდან ჩატარებული დაკვირვებებით მოხერხდება (კიდევ ზესწრაფების შესახებ; თავიდანვე უპატრონო მოხეტიალე პლანეტები.)