تولد سیاهچاله‌های غول‌پیکر در کیهان آغازین

* زمانی که کیهان هنوز یک کودک بود -با سن کمتر از یک میلیارد سال- برخی از ستارگانش تبدیل به سیاهچاله‌هایی غول‌پیکر (ابرسیاهچاله) شدند. یک راز کلیدی در دانش اخترشناسی این بوده: چرا این همه ابرسیاهچاله در کیهان آغازین وجود داشته؟

این تصویر که نمایی از "شبیه‌سازی رنسانس" (Renaissance Simulation) است منطقه‌ای به گستردگی ۳۰ هزار سال نوری به مرکزیت خوشه‌ای از کهکشان‌های جوان را نشان می‌دهد که همراه با گرم کردن گازهای محیط، تابش (سفید) و فلز (سبز) منتشر می‌کنند. یک هاله‌ی ماده‌ی تاریک درست بیرون از این منطقه‌ی گرم دارد سه ابَرستاره به بزرگی ۱۰۰۰ برابر خورشید می‌ساازد. این ستاره‌ها به سرعت می‌رمبند و سیاهچاله‌های بزرگ می‌سازند که در درازنای میلیاردها سال تبدیل به ابرسیاهچاله‌هایی هیولاپیکر می‌شوند. این تصویر در اندازه‌ی بزرگ‌تر

بر پایه‌ی پژوهشی تازه که با همکاری ناسا و بنیاد ملی دانش انجام شده، سیاهچاله‌های غول‌پیکر در اثر رشد بسیار سریع کهکشان‌ها پدید می‌‌آیند. برای ساختن یک کهکشان به ستاره‌ها نیاز است، که آنها هم در دل ابرهای گازی ساخته می‌شوند. ولی به جوهره‌ای نادیدنی به نام ماده‌ی تاریک هم نیاز داریم تا با رفتاری مانند یک چسب، جلوی گریز ستارگان از کهکشان را بگیرد. اگر ساختار "هاله"ی ماده‌ی تاریک در آغاز زندگی‌اش سریع رشد کند، روند شکل‌گیری ستاره‌ها سرکوب و خاموش می‌شود. در عوض یک سیاهچاله‌ی غول‌پیکر می‌تواند پیش از شکل‌گیری کهکشان پدید بیاید. سیاهچاله‌ها حریصانه گازهایی که باید ستاره‌ی تازه می‌ساختند را می‌بلعند و بزرگ و بزرگ‌تر می‌شوند.

در نظریه‌های پیشین گفته شده بود که تابشِ نیرومندِ کهکشان‌های دیگر باعث خاموش شدن ستاره‌زایی در این مناطق جوان با سیاهچاله‌های غول‌پیکر می‌شد. ولی شبیه‌سازی‌های تازه نشان می‌دهند این رشد سریع کهکشان‌هاسست که نیازی کلیدیِ برای رشد سیاهچاله‌ها است.

یک سیاهچاله جرمی بی‌اندازه چگال است که هیچ چیز، حتی نور هم نمی‌تواتند از چنگ گرانشش نجات پیدا کند. هنگامی که یک ستاره در انفجار ابرنواختری می‌میرد می‌تواند یک سیاهچاله از خود به جا بگذارد. از سوی دیگر، یک ستاره‌ی ابرپرجرم می‌تواند سرخت خود را به سرعت بسوزاند و یک سیاهچاله شود، بدون آن که به انفجاری نیاز باشد. دانشمندان می‌گویند دلیل پیدایش این همه ابرسیاهچاله در پیش-کهکشان‌های آغازین که شکل‌گیریِ سریع داشته‌اند نیز همین بوده.

این تصویر نمایی از ۳۰ هزار سال نوریِ درون هاله‌ی ماده‌ی تاریکِ یک خوشه‌ی کهکشانی جوان را نشان می‌دهد. این قرص گازی چرخان به سه توده تقسیم می‌شود که زیر گرانش خودشان می‌رمبند و ستارگان ابرپرجرم (ابرستاره) می‌سازند. این تصویر در اندازه‌ی بزرگ‌تر

این بررسیِ همراه با شبیه‌سازی که روز ۲۳ ژانویه در نشریه‌ی نیچر منتشر شده بود همچنین نشان می‌دهد که سیاهچاله‌های غول‌پیکر در کیهان بسیار رایج‌تر از آنند که در گذشته پنداشته می‌شد.

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

تلگرام و توییتر یک ستاره در هفت آسمان:

telegram.me/onestar_in_sevenskies

twitter.com/1star_7sky

واژه نامه:

star - black hole - supermassive black hole - NASA - National Science Foundation - dark matter - Nature - Renaissance Simulation - Sun

منبع: nasa

ترجمه: یک ستاره در هفت آسمان