ابرسیاهچاله های آغازین چگونه به این سرعت رشد کردند؟

* اخترفیزیکدانان یک گام بزرگ در شناخت چگونگی پیدایش ابرسیاهچاله ها به جلو برداشته اند.

* پژوهشگران ایتالیایی با بهره از داده های چند رصدخانه ی بزرگ ناسا، بهترین سرنخ هایی که تاکنون از  چگونگی شکل گیری دانه های (بذرهای) ابرسیاهچاله ها در آغاز کیهان به دست آمده را یافته اند.

برداشت هنری از شیوه ی شکل گیری دانه ی (بذر) یک ابرسیاچاله با رمبش یک ابر گازی. دانشمندان ایتالیایی به کمک تلسکوپ های هابل، چاندرا و اسپیتزر ناسا دو عدد از این اجرام را یافته اند. تصویر بزرگ تر

پژوهشگران ایتالیایی با پیوند داده های تلسکوپ پرتو X چاندرای ناسا، تلسکوپ فضایی هابل ناسا، و تلسکوپ فضایی اسپیتزر ناسا روشی برای شناسایی دانه های احتمالی این سیاهچاله های باستانی یافته اند. گزارش یافته های آن ها در شماره ی آینده ی ماهنامه ی انجمن سلطنتی اخترشناسی منتشر خواهند شد.

فابیو پاکوچی از "اسکولا نورماله سوپریوره" (SNS) در پیزای ایتالیا که رهبر این پژوهش بود می گوید: «یافته ی ما -اگر تایید شود- چگونگی تولد این سیاهچاله های هیولا را توضیح می دهد. ما شواهدی یافته ایم که نشان می دهند دانه های سیاهچاله های ابرپرجرم می توانند با پرش از هر گونه گام میانی، به طور مستقیم از رُمبش ابرهای گازی غول پیکر پدید آیند.»

به باور دانشمندان، در مرکز تقریبا همه ی کهکشان های بزرگ، از جمله راه شیری یک سیاهچاله ی ابرپرجرم (ابرسیاهچاله) پنهان شده. تاکنون شماری از این ابرسیاهچاله ها با جرم هایی هم ارز میلیون ها یا حتی میلیاردها خورشید یافته شده که در زمانی کمتر از یک میلیارد سال پس از مهبانگ پدید آمده اند.

تاکنون دو نظریه برای پیدایش دانه های ابرسیاهچاله ها ارایه شده بوده: از ادغام سیاهچاله های کوچک تر، فرآیندی که بسیار زمانبَرتر از آنست که برای سیاهچاله های آغازین، که به این سرعت پس از مهبانگ پدید آمدند در نظر گرفته شود؛ و از راه فروکشیدن گاز از محیط..

این یافته های تازه پشتیبان نظریه ی دوم هستند و نشان می دهند که برخی از سیاهچاله های آغازین به طور مستقیم از رمبش ابرهای گازی و بدون گذر از هر گونه گام میانی پدید آمدند، مانند پیدایش یک ستاره ی بزرگ و نابودیش پس از آن.

یکی از نویسندگان پژوهش به نام آندریا فررا، او هم از SNS، می گوید: «جنجال بسیاری بر سر مسیری که این سیاهچاله ها پیموده اند وجود دارد. پژوهش ما نشان می دهد داریم به پاسخی می رسیم که می گوید سیاهچاله ها از همان آغاز بزرگند و به طور معمولی رشد می کنند، نه این که از اندازه ی کوچک آغاز کرده و با نرخی بسیار سریع بزرگ شوند.»

این پژوهشگران برای پژوهش خود دو روش را به هم پیوند دادند: مدل های رایانه ای از دانه های سیاهچاله ها، و یک روش نوین در گزینش نامزدها برای این اجرام در عکس های نوردهی-بلندِ تلسکوپ های چاندرا، هابل، و اسپیتزر.

سمت راست: یکی از دو دانه ی ابرسیاهچاله با نام OBJ29323 از چشم تلسکوپ هابل. سمت چپ: همین جرم از چشم تلسکوپ چاندرا. ویژگی های پرتو ایکس در تثویر سمت چپ بسیار با مدل های دانشمندان ایتالیایی همخوانی دارد. تصویر بزرگ تر سمت راست. تصویر بزرگ تر سمت چپ

این گروه دو نامزد نیرومند برای دانه های سیاهچاله ای در میان داده ها یافتند. هر دوی آن ها با ویژگی های نظری در داده های فروسرخ همخوانی داشتند، از جمله این که بسیار سرخ بودند، و همچنین پرتوهای X می گسیلیدند که چاندرا آن ها را دریافت کرد. برآورد فاصله ی آن ها نشان می داد که احتمالا زمانی پدید آمده اند که سن جهان هستی کمتر از یک میلیارد سال بود.

آندریا گراتزیان، یک نویسنده ی دیگر این پژوهش از بنیاد ملی اخترفیزیک در ایتالیا می گوید: «یافتن دانه های سیاهچاله ها بی‌اندازه دشوار و تایید شناسایی آن ها بسیار سخت است. با این وجود، ما فکر می کنیم که در بررسی خود دو تا از بهترین نامزدهایی که تا امروز یافته شده را آشکار کرده ایم.»

این دانشمندان بر آنند تا با گرفتن عکس های بیشتری در طیف پرتوهای X و فروسرخ، بفهمند که آیا این اجرام ویژگی های چشمداشتی دیگری از دانه های سیاهچاله ای را دارند یا نه. رصدخانه های آینده، از جمله تلسکوپ فضایی جیمز وب ناسا و تلسکوپ بی‌اندازه بزرگ اروپایی با دیدن نور سیاهچاله های کوچک تر و دورتر، به پژوهش های آینده کمک خواهند کرد. دانشمندان اکنون در حال ساخت چارچوب نظری موردنیاز برای تفسیر داده های آینده هستند که از راه شناسایی نخستین سیاهچاله های کیهان به دست خواهد آمد.

پاکوچی می گوید: «ما به عنوان دانشمند نمی توانیم در این لحظه بگوییم که مدلمان "تنها مدل" است. چیزی که به راستی باور داریم اینست که مدل ما می تواند بدون نیاز به پنداشت های غیرمنطقی، چیزهایی که دیده شده را بازتولید کند.»

در همین زمینه: * ابرسیاهچاله ها در ته دنیا چه می خورند؟ 

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

کانال تلگرام یک ستاره در هفت آسمان:

telegram.me/onestar_in_sevenskies

واژه نامه:

supermassive black hole - NASA - Chandra X-ray Observatory - Hubble Space Telescope - Spitzer Space Telescope - black hole - Monthly Notices of the Royal Astronomical Society - Fabio Pacucci - Scuola Normale Superiore - SNS - galaxy - Milky Way - sun - Big Bang - star - Andrea Ferrara - infrared - X-rays - Andrea Grazian - National Institute for Astrophysics - James Webb Space Telescope - European Extremely Large Telescope

منبع: nasa

برگردان: یک ستاره در هفت آسمان