سیاهچاله‌ای غول‌پیکر در یکی از کهکشان‌های کوتوله ماهواره راه شیری یافته شد
اخترشناسان رصدخانه‌ی مک‌دانلدِ دانشگاه تگزاس، آستین یک ابرسیاهچاله‌ی (سیاهچاله‌ی ابرپرجرمِ) شگفت‌انگیز را در قلب یکی از کهکشان‌های کوتوله‌ی ماهواره‌ایِ راه شیری به نام کهکشانِ "شیر آی" یا "شیر ۱" یافته‌اند. این سیاهچاله‌ی نویافته که تقریبا هم‌جرم ابرسیاهچاله‌ی کهکشان خودمانست، می‌تواند ما را به ارزیابی دوباره‌‌ی شناختمان از چگونگی فرگشت همه‌ی کهکشان‌ها -آجرهای سازنده‌ی کیهان- وادارد. این پژوهش در نشریه‌ی آستروفیزیکال جورنال منتشر شده است.
 |
| تصویری از کهکشان راه شیری. در چارچوب پیوست، کهکشان کوتوله‌ی شیر۱ را که ماهواره‌ی کهکشان خودمانست می‌بینیم. شیر۱ سی برابر کوچک‌تر از راه شیری است |
این دانشمندان بر آن بودند تا کهکشان شیر ۱ را به دلیل ویژه و نامعمول بودنش بررسی کنند. شیر ۱ برخلاف بیشتر کهکشان‌های کوتوله‌ای که به گرد راه شیری می‌گردند ماده‌ی تاریک چندانی ندارد. پژوهشگران نمایه‌ی ماده‌ی تاریکِ شیر ۱، این که چگالی ماده‌ی تاریکِ آن از لبه‌ها تا مرکزش چگونه تغییر می‌کند، را سنجیدند. آنها این کار را با اندازه‌گیریِ کشش گرانشی‌اش بر ستارگان انجام دادند: هر چه جابجایی ستارگان سریع‌تر باشد، ماده‌ی تاریکِ بیشتری درون مدارشان انباشته شده. دقیق‌تر بگوییم، این پژوهشگران می‌خواستند بدانند آیا چگالی ماده‌ی تاریک رو به مرکز کهکشان افزایش می‌یابد یا نه. آنها همچنین می‌خواستند بدانند سنجش‌هایی که روی این نمایه‌ها انجام داده‌اند با سنجش‌های پیشین که با بهره از داده‌های تلسکوپیِ قدیمی‌تر همراه با مدل‌های رایانه‌ای انجام شده بود همخوانی دارند یا نه.
این گروه دربردارنده‌ی اخترشناسانِ دانشگاه آستین تگزاس، اِوا نویولا، کارل گبهارت و گرگ زایمان و همچنین همکارانی از بنیاد فیزیک فرازمینی ماکس پلانک (ام‌پی‌ئی) بود و رهبری آنها را ماریا خوزه بوستامانته از دانشگاه آستین تگزاس بر عهده داشت.
آنها برای رصدهایشان از یک دستگاه ویژه به نام "وایرس-دبلیو" (VIRUS-W) در تلسکوپ ۲.۷ متری هارلن جی. اسمیتِ رصدخانه‌ی مکدانلد بهره گرفتند.
هنگامی که این گروه داده‌های بهبودیافته و مدل‌های پیچیده‌شان را به ابریارانه‌ی مرکز رایانش پیشرفته‌ی دانشگاه تگزاس، آستین خوراندند به نتیجه‌ی شگفت‌انگیزی رسیدند.
گبهارت می‌گوید: «مدل‌ها داد می‌زنند که به یک سیاهچاله در مرکز نیاز داریم، واقعا نیاز به ماده‌ی ناریکِ چندانی نداریم.»«ما کهکشان بسیار کوچکی داریم که دارد به درون کهکشان راه شیری فرو می‌رود و سیاهچاله‌اش تقریبا هم‌جرم سیاهچاله‌ی راه شیری است. نسبت جرم بسیار بزرگ است [خود این کهکشان کوتوله ۳۰ برابر کوچک‌تر از راه شیری‌ست]. راه شیری چیره است؛ سیاهچاله‌ی شیر۱ تقریبا برابری می‌کند.» این نتیجه بی‌سابقه است.
پژوهشگران می‌گویند نتیجه‌ای که به دست آورده‌اند به دلیل آمیزه‌ای از داده‌های بهتر و شبیه‌سازی‌های ابررایانه‌ای، با پژوهش‌های گذشته روی شیر۱ تفاوت دارد. منطقه‌ی مرکزی و چگالِ این کهکشان در پژوهش‌های گذشته که بر سرعت‌های تک-ستارگانی تمرکز داشتند، عمدتا کاوش نشده بود. این پژوهش کنونی نشان داد که برای آن چند سرعتی که در گذشته اندازه‌گیری شده بودند گرایشی به سوی سرعت‌های کم وجود داشته. این به نوبه‌ی خود، میزانی که برای ماده‌ی انباشته درون مدارهای آنها به دست آمده بود را کاهش می‌داد.
داده‌های تازه در منطقه‌ی مرکزی متمرکز شده‌اند و این سوگیری بر آنها تاثیر ندارد. میزان ماده‌ی انباشته درون مدارهای این ستارگان سر به فلک می‌کشید.
این یافته‌ها می‌تواند شناخت اخترشناسان از فرگشت کهکشان ها را بلرزاند زیرا به گفته‌ی بوستامانته: «هیچ توضیحی برای این گونه سیاهچاله در کهکشان‌های کوتوله‌ی کُره‌گون وجود ندارد.»
گبهارت می‌افزاید این نتیجه از آنجایی که اخترشناسان به مدت ۲۰ سال، برای شناخت چگونگی پراکندگی ماده‌ی تاریک در کهکشان‌ها، از کهکشان‌هایی مانند شیر۱ با نام "کهکشان‌های کوتوله‌ی کره‌گون" بهره گرفته‌اند، اهمیت بیشتری هم پیدا می‌کند. این گونه‌ی تازه‌ی ادغام سیاهچاله‌ها همچنین سیگنالِ تازه‌ای را برای جستجو به رصدخانه‌های موج گرانشی می‌دهد.
گبهارت می‌گوید: اگر جرم سیاهچاله‌ی شیر۱ بالا باشد، این شاید بتواند چگونگیِ رشدِ سیاهچاله‌ها در کهکشان‌های بزرگ را توضیح دهد.» این بدین دلیل است که با گذشت زمان، با فرو رفتنِ کهکشان‌های کوچکی مانند شیر۱ به درون کهکشان‌های بزرگ‌تر، سیاهچاله‌ی کهکشان کوچک‌تر با سیاهچاله‌ی کهکشان بزرگ‌تر ادغام می‌شود و بر جرم آن می‌افزاید.»
دستگاه وایرس-دبلیو که به دست گروه ام‌پی‌ئی در آلمان ساخته شده، اکنون تنها دستگاهی در جهان است که می‌تواند این گونه بررسی را روی نمایه‌ی ماده‌ی تاریک انجام دهد. نویولا اشاره کرد که بسیاری از کهکشان های کوتوله [در آسمانِ] نیمکره‌ی جنوبی هدف‌های خوبی برای آن هستند، ولی هیچ تلسکوپی در نیمکره‌ی جنوبی برای آن مجهز به این دستگاه نیست. هرچند تلسکوپ غول‌پیکر ماژلان (جی‌ام‌تی) که اکنون در دست ساخت در شیلی است، تا اندازه‌ای برای این گونه کارها طراحی شده. دانشگاه تگزاس، آستین یکی از بنیان‌گذاران جی‌ام تی است.
-------------------------------------------------
telegram.me/onestar_in_sevenskies
twitter.com/1star_7sky
facebook.com/1star7sky
واژه‌نامه:
منبع: دانشگاه تگزاس، آستین
0 دیدگاه شما:
ارسال یک نظر