شناسایی کوچکترین سیاهچاله مرکز یک کهکشان

* اخترشناسان با بهره از رصدخانه ی پرتو ایکس چاندرای ناسا و تلسکوپ ۶.۵ متری کلِی در شیلی کوچک ترین ابَرسیاهچاله ای که تاکنون در مرکز یک کهکشان دیده شده را شناسایی کرده اند. 

این جرم ناسازنما (oxymoron) می تواند سرنخ هایی درباره ی این که سیاهچاله های بزرگ تر چگونه ۱۳ میلیارد و اندی پیش، پا به پای کهکشان های میزبانشان شکل گرفتند به ما بدهد.

به برآورد اخترشناسان، این سیاهچاله ی ابَرپُرجرم (ابَرسیاهچاله) حدود ۵۰ هزار برابر خورشید جرم دارد. این کمتر از نصف جرم کوچک ترین سیاهچاله ایست که پیش از این در مرکز یک کهکشان یافته شده بود.

تصویر پیمایش دیجیتالی آسمان اسلون (SDSS) از RGG 118، یک کهکشان که کوچک ترین سیاهچاله ی ابرپرجرم (ابرسیاهچاله ی) دیده شده را در خود جای داده. خود عکس در طیف دیدنی (مریی) است ولی چارچوب پیوست بالایی، تصویر تلسکوپ چاندرا است که گازهای داغ پیرامون این سیاهچاله را در طیف پرتو X و به رنگ صورتی نشان می دهد. تصویر بزرگ تر

ویوین بالداسار از دانشگاه میشیگان در آن آربور می گوید: «این شاید به نظر ناساز (متناقض) بیاید، ولی یافتن ابرسیاهچاله ای به این کوچکی بسیار مهم است.» بالداسار که نویسنده ی پژوهشنامه ای درین باره در آستروفیزیکال جورنال لترز بود می افزاید: «ما می توانیم با مشاهده ی کم جرم ترین ابرسیاهچاله ها به شناخت بهتری درباره ی چگونگی رشد سیاهچاله ها -چه کوچک و چه بزرگ- دست بیابیم.»

این سیاهچاله ی سنگین وزنِ کوچک در مرکز یک کهکشان کوتوله ی قرص-گون به نام RGG 118 در فاصله ی ۳۴۰ میلیون سال نوری زمین جای دارد و نخستین بار در پیمایش دیجیتالی آسمان اسلون (SDSS) یافته شده بود [ویژگی های آن بعدتر و به کمک تلسکوپ های دیگر شناسایی شد-م].

پژوهشگران با بررسی حرکت گازهای سرد نزدیک مرکز کهکشان با بهره از داده های نور دیدنی (مریی) تلسکوپ کلِی توانستند به برآوردی از جرم این سیاهچاله دست یابند. آن ها با کمک داده های تلسکوپ چاندرا نیز توانستند تابش پرتوهای X از گاز داغی که مارپیچ وار به سوی سیاهچاله فروکشیده می شد را بسنجند. آنان دریافتند که فشار رو به بیرون در اثر تابش این گازهای داغ حدود ۱ درصد کشش گرانشیِ رو به درونِ سیاهچاله است، چیزی که با ویژگی های یک سیاهچاله ی ابرپرجرم همخوانی داشت.

دانشمندان در گذشته به پیوندی میان جرم یک ابرسیاهچاله و دامنه ی سرعت های ستارگان در مرکر کهکشان میزبانش پی برده بودند. این پیوند (رابطه) برای RGG 118 و سیاهچاله اش نیز برقرار بود.

نویسنده ی همکار، اِیمی رینز از دانشگاه میشیگان می گوید: «ما دریافتیم که رفتار این سیاهچاله ی ابرپرجرم کوچک بسیار همانند رفتار پسرعموهای بزرگ تر، و در برخی موارد بسیار بزرگ ترَش است. این به ما می گوید که سیاهچاله ها در هر اندازه ای که باشند، به شیوه ای همانند یکدیگر رشد می کنند.»

سیاهچاله ی مرکز RGG 118 حدود ۱۰۰ بار کم جرم تر از ابرسیاهچاله ی مرکز کهکشان راه شیری، و حود ۲۰۰ هزار بار کم جرم تر از سنگین ترین سیاهچاله هاییست که در مرکز کهکشان های دیگر یافته شده.

اخترشناسان در تلاش برای شناخت چگونگی شکل گیری سیاهچاله هایی با میلیاردها برابر جرم خورشید در زمانی کمتر از یک میلیارد سال پس از مهبانگ هستند، ولی بسیاری از این اجرام آنقدر دورند که نمی توان با فناوری کنونی آن ها را مشاهده و بررسی کرد. سیاهچاله ی درون RGG 118 به اخترشناسان فرصتی برای بررسی یک سیاهچاله ی ابرپرجرم کوچک در همین نزدیکی می دهد.

اخترشناسان برای پیدایش سیاهچاله های ابرپرجرم دو نظریه دارند. یکی این که این سیاهچاله شاید زمانی پدید می آیند که یک ابر گازی غول پیکر، با جرم حدود ۱۰ هزار تا ۱۰۰ هزار برابر خورشید، فشرده شده و تبدیل به یک سیاهچاله می گردد. بسیاری از این بذرهای سیاهچاله ای با پیوستن به یکدیگر، سیاهچاله های ابرپرجرم بسیار بزرگ تر را پدید آوردند. نظریه ی دیگر اینست که بذر سیاهچاله ای می تواند از یک ستاره ی غول پیکر با جرم ۱۰۰ برابر خورشید ساخته شود، ستاره ای که در پایان زندگی‌، سوخت هسته ایش ته می کشد و در خود می رُمبد [و به یک سیاهچاله تبدیل می گردد-م].

النا گالو از دانشگاه میشیگان می گوید: «ما دو نظریه ی اصلی برای شیوه ی تولد این ابرسیاهچاله ها داریم. سیاهچاله ی درون RGG 118 به عنوان نماینده ی آن سیاهچاله هاییست که در کیهان آغازین پدید آمده بودند و چه بسا سرانجام بتواند برای تایید یکی از این دو نظریه به ما کمک کند.»

پژوهشگران به جستجو برای یافتن ابرسیاهچاله های دیگری که هم اندازه یا حتی کوچک تر از ابرسیاهچاله ی RGG 118 باشند ادامه می دهند تا بتوانند بفهمند که کدام یکی از این دو مدل درست تر است و شناخت خود از چگونگی رشد این اجرام را نیز بپالایند (اصلاح کنند).

نگارش پیش از چاپ این دستاوردها در اینترنت در دسترس است.

در همین زمینه: * سیاهچاله های آغازین دوقلو بودند! * ابرسیاهچاله ها در ته دنیا چه می خورند؟ * سیاهچاله ها و کهکشان ها از آغاز با یکدیگر همزیستی داشته اند 

واژه نامه:

NASA - Chandra X-ray Observatory - Clay Telescope - supermassive black hole - galaxy - oxymoronic - black hole - sun - Vivienne Baldassare - University of Michigan - Astrophysical Journal Letters - dwarf disk galaxy - RGG 118 - Earth - Sloan Digital Sky Survey - visible light - X-ray - radiation pressure - gravity - star - Amy Reines - Milky Way - big bang - Elena Gallo - proxy

منبع: nasa

برگردان: یک ستاره در هفت آسمان