کشف یک سیاهچاله هیولا در جایی که انتظار نمی رفت!

* اخترشناسان یکی از بزرگ ترین ابَرسیاهچاله هایی که تاکنون یافته شده، به بزرگی ۱۷ میلیارد برابر خورشید را، آن هم در جایی که انتظار نمی رفت پیدا کرده اند: در مرکز یک کهکشان در یکی از نقاط دورافتاده و خلوت کیهان.

* این کشف که به کمک تلسکوپ فضایی اِسا/ناسای هابل وتلسکوپ جمینی هاوایی انجام شد نشان می دهد که این اجرام هیولاوار شاید بسیار فراوان تر از چیزی که پنداشته می شود باشند. دستاوردهای این پژوهش در نشریه ی نیچر منتشر شده است.

کهکشان بیضیگون NGC ۱۶۰۰ در مرکز تصویر، و بزرگنمایی آن هم در چارچوب پیوست دیده می شود. این کهکشان که میزبان یکی از بزرگ ترین ابرسیاهچاله های شناخته شده است، بر خلاف پنداشت ها در جایی دورافتاده و کم جمعیت از کیهان جای دارد.

تا به امروز، بزرگ ترین سیاهچاله های ابرپرجرم یا ابرسیاهچاله ها -آن هایی که جرمشان به بیش از ۱۰ میلیارد برابر خورشید می رسد- تنها در دل کهکشان های بسیار بزرگ، در مرکز خوشه های کهکشانی غول پیکر یافته شده بودند. اکنون یک گروه بین المللی از اخترشناسان با بهره از تلسکوپ فضایی هابل سیاهچاله ای فرابزرگ به جرم ۱۷ میلیارد برابر خورشید را در مرکز یک کهکشان دورافتاده به نام NGC ۱۶۰۰ یافته اند.

کهکشان NGC ۱۶۰۰ یک کهکشان بیضیگون است که نه در یک خوشه ی کهکشانی، بلکه در یک گروه کوچک و تقریبا ۲۰ تایی از کهکشان ها جای دارد. این گروه با فاصله ی ۲۰۰ میلیون سال نوری از زمین، در صورت فلکی جوی (نهر) جای دارد. انتظار یافتن یک ابرسیاهچاله ی غول پبکر درون یک خوشه ی کهکشانی بزرگ می رود ولی پیدا کردن یکی از آن ها در یک گروه به نسبت کوچک کهکشانی، مانند گروهی که NGC ۱۶۰۰ در آنست، بسیار غافلگیرکننده و شگفت آور است.

نویسنده ی اصلی این پژوهش، ینس توماس از بنیاد فیزیک فرازمینی ماکس پلانک در آلمان می گوید: «حتی با این که ما از پیش به نشانه هایی از جود جرمی بی‌اندازه بزرگ در مرکز این کهکشان پی برده بودیم، ولی از این که این جرم، یک سیاهچاله به بزرگی ده برابر چیزیست که بر پایه ی جرم کهکشان پیش بینی شده بود شگفت زده شدیم.»

اخترشناسان بر پایه ی پیمایش های گذشته ی هابل روی سیاهچاله های ابرپرجرم، به یک همبستگی (رابطه) میان جرم یک سیاهچاله و جرم کوژی پُرستاره ی مرکزی کهکشان میزبان آن پی برده بودند: هر چه کوژی بزرگ تر باشد، انتظار می رود سیاهچاله ی مرکزی هم بزرگ تر باشد. توماس می گوید: «از یافته ی ما چنین بر می آید که گویا این رابطه برای سیاهچاله های بی‌اندازه بزرگ درست کار نمی کند. این سیاهچاله های هیولا نسبت به چیزی که رابطه های گذشته نشان می داد، بخش بسیار بزرگ تری از جرم کهکشان میزبان را تشکیل می دهند.»

یافتن این ابرسیاهچاله ی غول پیکر در NGC ۱۶۰۰ اخترشناسان را به این فکر انداخت که شاید این اجرام بسیار رایج تر از چشمداشت های گذشته باشند. دیگر نویسنده ی پژوهش، چانگ-پی ما که اخترشناسی از دانشگاه برکلی کالیفرنیا در آمریکا و رهبر MASSIVE Survey است [۱] می گوید: «کهکشان های بسیاری هم‌اندازه ی NGC ۱۶۰۰ هستند که در گروه های کهکشانی میان-جرم جای دارند. به برآورد ما، این گروه های به نسبت کوچک حدود پنجاه برابر فراوان تر از خوشه های کهکشانی بزرگ و انبوه هستند. پس پرسشی که پیش می آید اینست: آیا این نوک یک کوه یخ است؟ چه بسا شمار سیاهچاله های هیولاوار بسیار بیشتر از این ها باشند.»

نمایی از شبیه سازی رایانه ای از یک ابرسیاهچاله در مرکز یک کهکشان. دایره ی سیاه در مرکز تصویر نمایانگر افق رویداد سیاهچاله است، جایی که حتی نور هم نمی تواند از ورای آن از چنگ گرانش سیاهچاله بگریزد. گرانش نیرومند سیاهچاله فضای پیرامون را پیچانده. نور ستارگان پس زمینه کش آمده و با گذر آن ها از کنار سیاهچاله، به هم ریخته است. این تصویر در اندازه ی بزرگ- بسیار بزرگ تر (۸.۰۲ مگ)

پنداشت بر اینست که این سیاهچاله در پی برهمکنش کهکشان میزبانش با یک کهکشان دیگر، با ابرسیاهچاله ی آن کهکشان ادغام شده و رشد کرده. امکان دارد پس از آن در پی برخوردهای کهکشانی بیشتر، باز هم گازها را به سوی هسته ی کهکشان فرو کشیده و به رشد خود ادامه داده باشد. و این شاید همچنین توضیح دهد که چرا NGC ۱۶۰۰ در یک منطقه ی کم جمعیت کیهان جای دارد و چرا دستکم سه برابر درخشان تر از همسایگانش است.

از آنجایی که این ابرسیاهچاله اکنون خفته است، اخترشناسان تنها توانسته اند آن را بیابند و با اندازه گیری سرعت های ستارگان نزدیکش به کمک تلسکوپ ۸ متری جمینی شمالی در موناکی هاوایی، جرمش را برآورد کنند. این دانشمندان با بهره از این داده ها دریافته اند که ستارگان در فاصله ی ۳۰۰۰ سال نوری هسته ی کهکشان به گونه ای حرکت می کنند که گویا در گذشته ی دور، شمار بسیار بیشتری ستاره در هسته بوده. این نشان می دهد که بیشتر ستارگان این منطقه از مرکز کهکشان به بیرون پرتاب شده اند.

تصاویر بایگانی هابل که با بهره از دوربین فروسرخ-نزدیک و طیف سنج چندجرمی آن (NICMOS) گرفته شده اند، پشتیبان این نظریه هستند که ادغام دو سیاهچاله ی ابرپرجرم در گذشته ی دور، به ستارگان سرعت داده و آن ها را به بیرون پرتاب کرده است. عکس های NICMOS نشان داده اند که هسته ی این کهکشان به گونه ی نامعمولی کم نور است، که نشانگر نبودِ ستارگان در نزدیکی مرکز کهکشان است. توماس در پایان می گوید: «ما برآورد می کنیم که جرم ستارگانی که از ناحیه ی مرکزی NGC ۱۶۰۰ بیرون رانده شده هم ارز ۴۰ میلیارد خورشید بوده است. این را می توان مانند آن دانست که کل قرص کهکشان راه شیری از آن پس زده شود.»

--------------------------------

یادداشت:

۱] پیمایش کلان یا MASSIVE Survey که در سال ۲۰۱۴ آغاز شد، جرم ستارگان، ماده ی تاریک، و سیاهچاله ی مرکزی ۱۰۰ تا از پرجرم ترین کهکشان های نزدیک -که بیش از ۳۰۰ میلیارد برابر خورشید جرم دارند و فاصله‌شان از ما زیر ۳۵۰ میلیون سال نوری است- را اندازه می گیرد. یکی از هدف های این پیمایش یافتن نوادگان اختروش های درخشانیست که شاید اکنون در کهکشان های بزرگ و نزدیک خود را پنهان کرده باشند، و همچنین شناخت چگونگی شکل گیری کهکشان ها و رشد سیاهچاله های ابرپرجرم است.

در همین زمینه: * شگفتی دانشمندان از یافتن یک کهکشان کوتوله با سیاهچاله ای غول پیکر 

--------------------------------------------

کانال تلگرام یک ستاره در هفت آسمان:

http://telegram.me/onestar_in_sevenskies

واژه نامه:

supermassive black hole - Sun - galaxy - NASA - ESA - Hubble Space Telescope - Gemini Telescope - Nature - galaxy cluster - NGC 1600 - elliptical galaxy - constellation Eridanus - galaxy group - Jens Thomas - Max Planck-Institute for Extraterrestrial Physics - black hole - bulge - Chung-Pei Ma - University of California - MASSIVE Survey - iceberg - core - galaxy collision - star - Gemini North - Near Infrared Camera and Multi-Object Spectrometer - NICMOS - galactic centre - Milky Way galaxy

منبع: spacetelescope

برگردان: یک ستاره در هفت آسمان