یک سیاهچاله بسیار کوچک با جرم 200 هزار برابر خورشید کشف شد - خبر آزمون

با توجه به اینکه سیاهچاله ها هیچ نور قابل تشخیصی از خود گسیل نمی نمایند، چیزهای زیادی درباره آن ها نمی دانیم. اما در این میان، سیاهچاله های کلان جرم، با جرمی میلیون ها تا میلیاردها برابر خورشید ما، یکی از شگفت انگیزترین آن ها هستند.

با توجه به اینکه این اجرام از هسته ستارگان مرده تشکیل می شوند، چگونه تا این مقدار بزرگ می شوند؟ یک کشف نو می تواند به پاسخ این سؤال یاری کند.

اخترشناسان به تازگی در یک کهکشان کوتوله کوچک در فاصله 110 میلیون سال نوری از ما، یکی از کوچک ترین سیاهچاله های کلان جرم را یافته اند. یک هیولا که در قلب کهکشان مارکاریان 462 (Markarian 462) جای گرفته و 200 هزار برابر خورشید جرم دارد. این یافته ها در دویست وسی ونهمین نشست انجمن نجوم آمریکا و به صورت مجازی ارائه شد.

جک پارکر (Jack Parker) از کالج دارتموث (Dartmouth College) گفت: این سیاهچاله در مرکز MRK 462، یکی از کوچک ترین سیاهچاله های ابرپرجرم یا سیاهچاله های هیولا است. سیاهچاله هایی مانند این، به سختی یافت می شوند.

این کشف نشان می دهد که سیاهچاله های بسیار پرجرم، دست کم بعضی از آن ها، از ستارگانی با جرم کمتر از 100 برابر خورشید شکل می گیرند، نه اینکه از ابتدا بزرگ باشند و سپس بزرگ تر شوند.

یکی از ناهماهنگی هایی که در میان مدل جرم ستاره ای وجود دارد، کشف بسیاری از سیاهچاله های کلان جرم در کیهان اولیه است. تطبیق دادن رشد یک دانه کوچک از هسته ستاره ای به یک سیاهچاله بزرگ و غول پیکر، در بازه زمانی کوتاهی که این اجرام پس از مِهبانگ (Big Bang) ظاهر شدند، سخت است.

احتمال دیگر این است که در ابتدای کیهان، ابرهای بزرگ و متراکم گاز و گردوغبار، مستقیما به سیاهچاله های بزرگ تر با جرم ده ها هزار برابر خورشید تبدیل شده اند و نقطه آغاز بزرگ تری را ایجاد کردند که سیاهچاله های پرجرم می توانستند از آن شکل بگیرند.

با این آگاهی، می توان احتمال هر سناریو را آنالیز کرد. مدل رمبیدن (فروریزی) مستقیم به یک سیاهچاله، یک فرآیند نادر است بنابراین می توانیم انتظار داشته باشیم که نسبت به سناریوی دانه ستاره ای، کهکشان های کوتوله نسبتا کمی هم سیاهچاله های پرجرم داشته باشند.

مشکل این است که تماشا سیاهچاله های مرکزی کهکشان های کوتوله بسیار سخت است. در کهکشان های بزرگ تر، اخترشناسان می توانند از مدار ستارگان منطقه مرکز کهکشان برای درک وجود سیاهچاله مرکزی استفاده نمایند، اما کهکشان های کوتوله برای این کار بسیار کوچک و کم نور هستند.

روش دیگر این است که دانشمندان در پی تشعشعات بسیار روشن و پرانرژی مانند پرتو ایکس باشند. این پرتوها نشان دهنده سیاهچاله ای هستند که به طور فعال، مواد را می بلعد و آن را تا دماهای دیوانه نماینده ای داغ می نماید که باعث فوران امواج پرانرژی می گردد.

پژوهشگران کالج دارتموث همین کار را انجام دادند و از رصدخانه پرتو ایکس چاندرا (Chandra X-ray Observatory) برای مطالعه هشت کهکشان کوتوله ای استفاده کردند که داده های اپتیکی نشان می دهد ممکن است یک سیاهچاله پرجرم فعال درون خود داشته باشند. در این میان فقط پرتو ایکس MRK 462 امضای پرتو ایکسی را نشان داد که با یک سیاهچاله پرجرم مرتبط است؛ سیاهچاله ای که حدود 200 هزار برابر خورشید جرم دارد.

یک چیز عجیب دیگر هم وجود داشت. نسبت پرتوهای ایکس پرانرژی، به پرتوهای ایکس کم انرژی نشان می دهد که سیاهچاله به شدت به وسیله یک ابر غلیظ غبار پوشیده شده است و این یافته می تواند احتمال سناریوی دانه (بذر) ستاره ای را هم تقویت کند.

ریان هیکوکس (Ryan Hickox) ستاره شناس کالج دارتموث گفت: با توجه به اینکه کشف سیاهچاله های پوشیده در گردوغبار حتی سخت تر از سیاهچاله های در معرض دید است، یافتن این نمونه ممکن است به این معنی باشد که کهکشان های کوتوله بسیار بیش تری با سیاهچاله های مشابه وجود دارند.

مطالعات نو هم نشان می دهد که ممکن است این فرضیه واقعیت داشته باشد. در چند سال اخیر، دانشمندان سیاهچاله های میان جرم و گریزان را در کهکشان های کوتوله و بقایای کهکشان های کوتوله کشف نموده اند. این اکتشافات بعلاوه می توانند این ایده را تقویت نمایند که شاید سیاهچاله های کلان جرم بتوانند به سرعت از رشد دانه های با جرم ستاره ای، تشکیل شوند. با پیشرفت فناوری و تکنیک ها، شاید بتوانیم انتظار داشته باشیم که خرده-سیاهچاله ای بیشتری را که قبلا تشخیص داده نشده بودند، پیدا کنیم.

به گفته پارکر گفت ما نمی توانیم از یک مثال نتیجه گیری زودهنگام داشته باشیم، اما این یافته ها باید به کاوش بسیار گسترده تری برای کشف سیاهچاله های پنهان در کهکشان های کوتوله بینجامد. چیزی که برای دانستن درباره آن، هیجان زده هستیم.

عکس کاور: سیاهچاله کهکشان کوتوله MRK 462

Credit: X-ray: NASA/CXC/Dartmouth Coll./J. Parker & R. Hickox; Optical/IR: Pan-STARRS

منبع: Science Alert