2
0
243
کشف لانه‌ای پر از سیاه‌چاله که اخترشناسان را متعجب کرده است
ديجياتو
بروزرسانی
ديجياتو/ هيچ غولي در قلب خوشه NGC 6397 سکونت ندارد؛ در عوض، به نظر مي‌رسد چندين سياه‌چاله آنجا دور هم جمع شده‌اند. دو ستاره‌شناس اخيرا سعي در پيدا کردن يک سياه‌چاله عظيم داشتند. آن‌ها داده‌هاي فراواني را از قدرتمندترين تلسکوپ‌ها دستچين کردند تا هرگونه نشانه‌اي از يک جسم نامرئي با صدها برابر جرم خورشيد در خوشه ستاره‌اي دوردستي به نام NGC 6397 پيدا کنند.
آن‌ها توده‌اي پر از بچه هيولا پيدا کردند! چيزي حدود ۶۰ سياه‌چاله: موتورهاي مکنده تاريک در فضايي که به سختي از منظومه شمسي خودمان بزرگتر است و جرمشان را در هسته متراکم اين خوشه ستاره‌اي پخش مي‌کنند.
ادواردو ويترال (Eduardo Vitral) و گري اي. مامون (Gary A. Mamon) از انستيتوي اختر‌شناسي پاريس با استفاده از داده‌هاي تلسکوپ فضايي هابل و فضاپيماي گالا متعلق به آزانس فضايي اروپا، نتايج تحقيق خودشان را در ۱۱ فوريه در ژورنال ستاره‌شناسي و نجوم (Journal Astronomy and Astrophysics) منتشر کردند.
ويترال، دانشجوي تحصيلات تکميلي، در يکي از خبرهايي که در انستيتوي علم تلسکوپ فضايي منتشر شده گفت: «ما شواهد محکمي از وجود يک جرم نامرئي در هسته متراکم اين خوشه پيدا کرديم. اما بسيار شگفت‌زده شديم وقتي فهميديم که جرم بزرگ به صورت نقطه‌اي نيست.»
اين نتايج شگفت‌انگيز يک ديد بسيار منحصر به فرد و جزئي از ديناميک غالب در يکي از شلوغ‌ترين مکان‌هاي فضاي اطراف ما براي ستاره‌شناسان فراهم کرده‌اند. کار اين محققان نشان مي‌دهد که اين توده‌ها به احتمال زياد منبع امواج گرانشي هستند که آنتن‌هايي مثل LIGO و ويرگو (Virgo) در سال‌هاي اخير کشف‌کرده‌اند و از برخورد سياه‌چاله‌ها ناشي مي‌شوند.
اما اين کشف سوالاتي را درباره فرايند پيچيده‌اي که پيش از اين درباره شکل‌گيري سياه‌چاله‌هاي کوچک، با جرمي فقط چند برابر خورشيد، وجود داشت، و چگونگي تبديل آن‌ها به غول‌هايي که در مرکز کهکشان‌ها حکمراني مي‌کنند يا به اختروش‌ها نيرو مي‌بخشند ايجاد مي‌کند.
همانطور که نظريه نسبيت عام آلبرت اينشتين پيش‌بيني مي‌کند، سياه‌چاله‌ها اشيايي هستند با گرانشي چنان زياد که حتي نور نيز نمي‌تواند از آن‌ها فرار کند. قبل‌ها در وجود سياه‌چاله‌ها شک و شبهه وجود داشت، اما حالا چنين نيست.
سياه‌چاله‌هاي ديگري با جرم‌هايي چندين ميليون يا ميليارد برابر خورشيد نيز وجود دارند که در مرکز کهکشان‌ها جا خوش کرده‌اند. به نظر مي‌رسد بين اندازه کهکشان و سياه‌چاله‌اي که در مرکز آن است يک همبستگي وجود دارد، اما هيچ‌کس نمي‌داند چرا يا چطور اين سياه‌چاله‌هاي غول‌پيکر شکل مي‌گيرند؟
يک ايده اين است که اين ابرسياه‌چاله‌ها از سياه‌چاله‌هاي کوچکتر و در حد و اندازه ستاره‌ها به وجود آمده‌اند، که در اين صورت بايد سياه‌چاله‌هايي با جرم متوسط – صدها تا هزاران برابر جرم خورشيد – احتمالا در مرکز کهکشان‌هاي کوچکتر يا بخش‌هايي از کهکشان‌ها وجود داشته باشد. اما تا به حال که اثري از آن‌ها پيدا نشده است.
خوشه NGC 6397 يکي از ۱۵۰ خوشه کروي متشکل از ستاره‌هاي پير است که به دور کهکشان راه شيري مي‌گردند و احتمالا پيش از شکل‌گيري آن هم وجود داشته‌اند. NGC 6397 شامل ۲۵۰۰۰۰ ستاره است که همه آن‌ها قديمي، کوچک و کم‌نور هستند. ستاره‌هاي بزرگ و سنگين اين خوشه مدت‌هاست که پايانشان فرارسيده و يا تبديل به سياه‌چاله شده‌اند يا چيزهاي ديگري که بعد از مرگ براي يک ستاره اتفاق مي‌افتد.
پس اين خوشه به احتمال زياد يک کانديد خوب براي پيدا کردن سياه‌چاله‌هاي با جرم متوسط است. در حقيقت مطالعه‌هاي پيش از اين پيشنهاد مي‌کردند که يک سياه‌چاله با جرم حدود ۶۰۰ برابر جرم خورشيد در مرکز NGC 6397 وجود دارد.
براي بررسي اين ايده دکتر مامون و دانشجويش به سراغ داده‌هاي تلسکوپ فضايي هابل و گايا از حرکت ستاره‌هاي اين خوشه رفتند. هر قدر ستاره‌ها سريع‌تر حرکت کنند، نيروي گرانشي بيشتر است، پس بايد جرم بيشتري در کار باشد تا آن‌ها را درون خوشه نگه دارد.
در مجموع، ۱۹۰۵ ستاره از ليست گايا و ۷۲۰۹ ستاره از هابل مورد بررسي قرار گرفتند. مشخص شد که آن‌ها به طور قطع تحت تاثير نيروي گرانشي يک جرم نامرئي بودند؛ اما به جاي گردش دور يک نقطه تاريک، ستاره‌ها طوري حرکت مي‌کردند که به نظر مي‌رسيد جرمي که بر آن‌ها تاثير مي‌گذارد متمرکز نيست و در حقيقت گسترده است. هيچ اثري از يک سياه‌چاله غول‌پيکر وجود نداشت.
دکتر مامون مي‌گويد «تحليل ما مشخص کرد که گردش ستاره‌ها به جاي اين که به طور سيستماتيک دايره‌اي يا بيضوي باشد، به طور تصادفي حول يک توده جرم اتفاق مي‌افتد.»
حرکت اين ستاره‌ها گواهي است بر وجود يک جرم تاريک به اندازه ۱۸۰۰ برابر خورشيد که در يک ناحيه به قطر يک سوم سال نوري گسترده شده است. چيزي در حدود ۴۰۰۰۰ ستاره با درخشش متوسط و وزن بسيار پايين حول اين فضا در گردش هستند. به گفته دکتر مامون، دو سوم اين جرم تاريک سياه‌چاله‌هايي با متوسط جرم ۲۰ برابر خورشيد هستند. بقيه اين جرم بقاياي ستارگان مرده و همچنين کوتوله‌هاي سفيد و ستاره‌هاي نوتروني خواهند بود.
به گفته اين ستاره‌شناسان، اين که در ادامه چه اتفاقي خواهد افتاد مشخص نيست. برخوردهاي تصادفي سياه‌چاله‌ها مي‌تواند باعث شود جرمشان را در غالب امواج گرانشي از دست بدهند. اين گونه ترکيب‌ها همچنين باعث خواهد شد برخي از سياه‌چاله‌ها از خوشه به بيرون رانده شوند.
برهمکنش گرانشي با ستاره‌هاي سبک‌تر درون خوشه مي‌تواند باعث از دست رفتن سرعت آن‌ها و کشيده شدن به سمت مرکز خوشه شود؛ فرايندي که به آن «اصطکاک ديناميکي» گفته مي‌شود. به گفته دکتر مانون «اين مي‌تواند باعث شود در چند ميليون سال آينده سياه‌چاله‌ها در مرکز متمرکز شوند و يک سياه‌چاله با جرم متوسط شکل بگيرد.»
اما او همچنين اشاره مي‌کند که اين بازه زماني در برابر ۱۳ ميليارد سالي که اين خوشه وجود داشته هيچ است. پس اگر الان ستاره‌شناسان توانسته باشند چنين فرايند کوتاهي را آنجا شناسايي کنند، بسيار «خوش‌شانس» هستند. اين حقيقت که هيچ سياه‌چاله متوسطي تا الان آنجا شکل نگرفته مي‌تواند به اين معني باشد که اين اتفاق هيچگاه رخ نخواهد داد. تمرکز سياه‌چاله‌ها در مرکز شايد باعث شود سياه‌چاله‌ها ستاره‌هاي بسيار کمي براي تبادل جرم در اطراف خود داشته باشند و «اين مانعي است براي شکل‌گيري يک سياه‌چاله با جرم متوسط.»
آقاي ويترال اضافه مي‌کند: «کشف اين تمرکز جرم نامريي در يک خوشه کروي فروپاشي هسته‌اي قطعا چيزي است که ما را وادار مي‌کند در بسياري از فرضيه‌هايمان درباره شکل‌گيري سياه‌چاله‌هاي با جرم متوسط تجديد نظر کنيم!»
اخبار بیشتر درباره
اخبار مرتبط
3
0
199
5
3
1.8K
5
3
1.8K
2
0
189
2
0
189
5
6
1.5K
1
0
225
اخبار بیشتر درباره
پس از این بخوانید
خورشیدگرفتگی کامل از تاج تا حلقه الماس ماه
زمان سفر از زمین تا مریخ به یک ماه کاهش یافت!
با سرعت نور در کهکشان سفر کنید!
«تلسکوپ فضایی اقلیدس» از «حلقه اینشتین» عکس گرفت
تصویری از سحابی مار توسط تلسکوپ فضایی جیمز وب
هوش مصنوعی «دیپسیک» از سایر مدلها آسیبپذیرتر است
افزایش کارآیی انرژی خورشیدی با کمک برگهای مصنوعی
رباتی که همه را به یاد قسمت آخر سریال Black Mirror انداخت
عکس روز ناسا؛ مرغ مگسخوار رنگارنگ در آسمان نروژ
