کشف نیرومندترین شواهد برای سیاهچاله‌های میان‌جرم

یک همگذاری از داده‌های تلسکوپ فضایی هابل (زرد-سفید) و داده‌های تلسکوپ پرتو ایکس چاندرا (بنفش). تابش ناشی از رویداد گسیخت کشندی جی۲۱۵۰-۰۵۵۱ به رنگ بنفش نشان داده شده. کهکشان میزبان در مرکز تصویر است. تصویر بزرگ‌تر

دانشمندان تاکنون توانسته‌اند وجود سیاهچاله‌های کوچک و سیاهچاله‌های ابرپرجرم (ابرسیاهچاله‌ها) را ثابت کنند، ولی وجود یک گونه‌ از این اجرام به نام سیاهچاله‌های میان‌جرم (آی‌ام‌بی‌اچ، IMBH) هنوز ثابت نشده و به شدت در دست پژوهش و بررسی است. اکنون دانشمندان دانشگاه نیوهمشایر اعلام کرده‌اند که با دیدن یکی این اجرام در میانه‌ی بلعیدن یک ستاره، به نیرومندترین شواهدی که تا به امروز برای آنها یافته شده دست پیدا کرده‌اند. [گفتنی‌ست سیاهچاله‌های میان‌جرم سیاهچاله‌هایی با جرم میان ۱۰۰ تا ۱۰۰ هزار برابر خورشیدند، بسیار بزرگ‌تر از سیاهچاله‌های ستاره‌ای و بسیار کوچک‌تر از ابرسیاهچاله‌ها-م]

داشنگ لین از دانشگاه نیوهمپشیر و نویسنده‌ی اصلی این پژوهش می‌گوید: «ما بسیار خوش‌شانس بودیم که توانستیم این جرم را به کمک انبوهی از داده‌های باکیفیت ببینیم. این به ما در اندازه‌گیری جرمش و شناخت سرشت این رویداد تماشایی کمک می‌کند. در پژوهش‌های گذشته، از جمله در یکی از پژوهش‌های خودمان هم چنین رویدادی دیده شده بود، ولی یا بسیار دوردست بودند و یا بسیار دیر به آنها رسیده بودیم.»

اخترشناسان در این پژوهش از عکس‌های ماهواره‌ها بهره جستند و برای نخستین بار نشانه‌ی بارز چنین فعالیتی را مشاهده کردند. آنها درخششی را در چند طول موج در لبه‌ی یک کهکشان دوردست دیدند. روند و آهنگ کاهش نور این پدیده درست همان گونه بود که برای گسیخت کشندی یک ستاره، یعنی از هم گسیختگی و بلعیده شدن آن توسط یک سیاهچاله، انتظار می‌رفت. در این مورد، که رویداد ۳ایکس‌ام‌ام جی۲۱۵۰۲۲.۴-۰۵۵۱۰۸ (یا تنها جی۲۱۵۰-۰۵۵۱) نام گرفت، ستاره در اکتبر ۲۰۰۳ از هم گسیخته شده بود و تابشی که پدید آورد در درازنای دهه‌ی بعد به خاموشی گرایید. دامنه‌ی انرژی فوتون‌های گسیلیده از این رویدادها بستگی به اندازه‌ی سیاهچاله دارد. این داده‌ها یکی از راه‌های بسیار کم‌شمار برای وزن‌کشی، یا سنجش جرم یک سیاهچاله را در اختیار ما می‌گذارد.

تابش پرتو ایکس رویداد جی۲۱۵۰-۰۵۵۱ از چشم تلسکوپ ایکس‌ام‌ام-نیوتن. روند کاهش آن از ۲۰۰۶ تا ۲۰۰۹ به خوبی دیده می‌شود. تصویر بزرگ‌تر

آی‌ام‌بی‌اچ‌ها کم یافته می‌شوند و دانشمندان بای یافتن درخشش‌های چند-طول موجه‌ی آنها از سه تلسکوپِ پرتو X، یعنی چاندرا، سویفت، و ایکس‌ام‌ام-نیوتن کمک گرفتند. از روی ویژگی‌های یک درخشش بلندمدت می‌توان به شواهدِ از هم گسیختن یک ستاره (رویداد گسیخت کشندی، تی‌دی‌ئی) دست یافت. اگر جرمی، مانند یک ستاره، بیش از اندازه به یک سیاهچاله نزدیک شود، می‌تواند در اثر نیروهای کشندی سهمگینی که از گرانش سیاهچاله بر آن وارد می‌شود از هم بپاشد. در یک رویداد گسیخت کشندی، بخشی از پسماندهای این ستاره‌ی از هم پاشیده با سرعتی سرسام‌آور به بیرون پرتاب شده و بخشی دیگر به سوی سیاهچاله کشیده می‌شود. این مواد با فرو رفتن در سیاهچاله، تا میلیون‌ها درجه داغ شده و تابش پرتو ایکس ویژه‌ای تولید می‌کنند. به گفته‌ی این پژوهشگران، این گونه درخشش‌ها می‌توانند به آسانی به بیشینه برسند و یکی از کارآمدترین راه‌ها برای یافتن آی‌ام‌بی‌اچ‌ها هستند.

لین می‌گوید: «ما بر پایه‌ی نظریه‌ی پیدایش کهکشان‌ها انتظار وجود سیاهچاله‌های میان‌جرمِ بسیاری را در خوشه‌های ستاره‌ای داریم. ولی تاکنون شمار بسیار بسیار کمی از آنها را شناخته‌ایم زیرا آنها به طور معمول به گونه‌ای باورنکردنی خاموشند و یافتنشان بسیار دشوار است؛ فوران‌های انرژی در اثر از هم گسیختن و بلعیدن یک ستاره توسط آنها هم بسیار کم رخ می‌دهد.»

به باور این دانشمندان، از آنجایی که تابش ناشی از چنین رویدادهایی برای آی‌ام‌بی‌اچ‌ها، تابشی بسیار کمیاب است، کشف آنها نشانگر اینست که آی‌ام‌بی‌اچ‌های بسیاری می‌توانند به حالت خفته در لبه‌های کهکشان‌های فضای نزدیک پنهان شده باشند. گزارش این دانشمندان در نشریه‌ی نیچر آسترونومی منتشر شده است.

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

تلگرام و توییتر یک ستاره در هفت آسمان:

telegram.me/onestar_in_sevenskies

twitter.com/1star_7sky

واژه‌نامه:

black hole - super-massive black hole - intermediate-mass black hole - IMBH - Space Science Center - University of New Hampshire - Dacheng Lin - UNH - Nature Astronomy - wavelength - galaxy - X-ray - NASA - Chandra X-ray Observatory - Swift Satellite - ESA - XMM-Newton - tidal disruption event - 3XMM J215022.4−055108 - J2150−0551 - TDE - star cluster -

منبع: sciencedaily

برگردان: یک ستاره در هفت آسمان