یک ستاره در هفت آسمان: دو ابرسیاهچاله در رقص مرگ

برداشت هنری از سیاهچاله‌های دوتایی که به آرامی و در چرخشی مارپیچ‌وار به هم نزدیک می‌شوند تا برخورد کرده و با هم یکی شوند

دو ابرسیاهچاله (سیاهچاله‌ی کلان‌جرم) که با هم اختروشی به نام "پی‌کی‌اس ۲۱۳۱-۰۲۱" را ساخته‌اند، در مرکز کهکشانی در فاصله‌ی ۹ میلیارد سال نوری زمین در رقصی کیهانی با هم به سر می‌برند. دانشمندان همچنین دریافته‌اند که این دو به نسبت به یکدیگر نزدیکند، با فاصله‌ی تنها حدود ۲۰۰۰ ای‌یو (فاصله‌ی زمین-خورشید) که هم‌ارز حدود ۵۰ برابر فاصله‌ی پلوتو تا خورشید است.

این دو که ۱۰۰ میلیون سال است درگیر این رقص شده‌اند، تاکنون ۹۹ درصد راه به سوی برخورد به یکدیگر و نابودی را پیموده‌اند، برخوردی که تا ۱۰ هزار سال دیگر رخ خواهد داد و با اثرهای موجگونه‌اش بافت فضازمان در سرتاسر کیهان را خواهد لرزاند. اگرچه هیچ یک از ما بیننده‌ی این برخورد حماسی نخواهیم بود، ولی بررسی پی‌کی‌اس ۲۱۳۱-۰۲۱ اکنون می‌تواند آگاهی‌های تازه‌ای درباره‌ی چگونگی پیدایش ابرسیاهچاله‌ها و آنچه در برخورد دو ابرسیاچاله رخ می‌دهد به ما بدهد.

ابرسیاهچاله‌ها -اجرامی بی‌اندازه تاریک و چگال که میلیون‌ها برابر خورشید ما جرم دارند- در قلب بیشترِ کهکشان‌های کیهان لانه دارند. اخترشناسان نمی‌دانند این اجرام چگونه به این بزرگی می‌شوند، ولی به گفته‌ی ناسا، یک احتمال اینست که بزرگ‌ترین سیاهچاله‌های کیهان دستاوردِ ادغامِ میانِ دستکم دو سیاهچاله‌ی کوچک‌تر هستند. این پژوهش تازه می‌تواند کمکی به تایید این پنداشت کند.

پی‌کی‌اس ۲۱۳۱-۰۲۱ گونه‌ی ویژه‌ای از سیاهچاله‌ها به نام "بلازار" (بلیزر) است -اساسا ابرسیاهچاله‌ای که از شانس، فواره‌ی مواد باردارش درست رو به زمین افشانده می‌شود. این مواد از حلقه‌ای گاز داغ سرچشمه می‌گیرند که به گرد برخی از سیاهچاله‌ها پدید می آید؛ زمانی که یک سیاهچاله این گاز را با گرانش نیرومند خود می‌مکد، برخی از مواد می توانند بگریزند و به جای فروکشیده شدن به درون سیاهچاله، در فواره‌ای از پلاسما با سرعتی نزدیک به سرعت نور به فضا پس زده شوند.

در این پویانمایی یک برداشت هنری از دو سیاهچاله را می بینیم که به گرد یکدیگر در چرخشند. سیاهچاله‌ی بزرگ‌تر دارای فواره‌ایست که با سرعتی نزدیک به سرعت نور به فضا افشانده می‌شود و به اخترشناسان اجازه می دهد تا آن را از روی زمین ببینند

نوبسندگان این پژوهش تازه سرگرم دیدبانیِ درخششِ حدود ۱۸۰۰ بلازار در سرتاسر کیهان بودند که به چیزی شگفت‌انگیز برخوردند. درخشش بلازارِ پی‌کی‌اس ۲۱۳۱-۰۲۱ در بازه‌هایی منظم نوسان می‌کرد- در حقیقت این نوسان‌ها به اندازه‌ای پیش‌بینی پذیر بودند که پژوهشگران آن را به تیک تاک یک ساعت ماننده (تشبیه) کردند.

پژوهشگران از همان آغاز گمان بردند که این نوسان‌ها دستاوردِ یک سیاهچاله‌ی دوم هستند که در بندِ سیاهچاله‌ی نخست است و تقریبا هر دو سال یک بار به گرد یکدیگر می‌چرخند. ولی آنها برای پی بردن به مدتِ ماندگاریِ این الگو نیاز به داده‌های بیشتر داشتند. از همین رو به سراغ داده‌های به دست آمده از پنج رصدخانه در درازنای ۴۵ سال رفتند. همه‌ی این داده‌ها با پیش‌بینی این دانشمندان درباره‌ی چگونگی تغییر نور بلازار در گذر زمان [منحنی نورِ آن] سازگار بود.

اگر این یافه‌ها تایید شوند، پی‌کی‌اس ۲۱۳۲-۰۲۱ دومین نمونه از سیاهچاله‌های دوتایی و نیز تنگ‌ترین جفتِ آنها که تاکنون یافته شده خواهد بود. نخستین نمونه‌ی شناخته شده یک سیاهچاله‌ی دوتایی بود که سال ۲۰۲۰ در اختروشِ "اوجی ۲۸۷" در فاصله‌ی ۳.۵ میلیارد سال نوری یافته شد. ولی آن سیاهچاله‌ها بسیار از هم دورتر بودند و نُه سال زمان می‌برد تا به گرد هم بچرخند.

پژوهشگران می‌گویند دو سیاهچاله‌ی درون پی‌کی‌اس ۲۱۳۱-۰۲۱ به اندازه‌ی کافی بزرگ و به اندازه‌ی کافی به هم نزدیکند که می‌توانند پیش از برخوردِ ناگزیرشان موج‌های گرانشی بگسیلند. رصدهای آینده‌ی این کهکشان بر روی دریافت موج‌های گرانشی در عمل متمرکز خواهد بود.

پژوهش‌نامه‌ای بر پایه‌ی یافته‌های این دانشمندان در شماره‌ی چهارشنبه، ۲۳ فوریه‌ی آستروفیزیکال جورنال لترز منتشر شده است.