مجله‌ای برای دوست‌داران علم و طبیعت زمین و آسمان

سیاهچاله اخراجی!

The galaxy 3C186, located about 8 billion years from Earth, is most likely the result of a merger of two galaxies. This is supported by arc-shaped tidal tails, usually produced by a gravitational tug between two colliding galaxies, identified by the scientists. The merger of the galaxies also led to a merger of the two supermassive black holes in their centres, and the resultant black hole was then kicked out of its parent galaxy by the gravitational waves created by the merger. The bright, star-like looking quasar can be seen in the centre of the image. Its former host galaxy is the faint, extended object behind it.
657

سیاهچاله ابرپرجرم

می‌دانیم که در مرکز هر کهکشان بزرگ یک سیاهچاله ابرپرجرم قرار دارد که جرمش ممکن است به میلیاردها برابر جرم خورشید برسد. این نکته‌ای غیرمعمول نیست. اما به تازگی نمونه‌ی ویژه‌ای از این سیاهچاله‌ها کشف شده است.

گروهی بین‌المللی از اخترشناسان با استفاده از تلسکوپ فضایی هابل یک سیاهچاله ابرپرجرم کشف کرده‌اند که از مرکز کهکشانی دوردست به نام ۳C186 به بیرون رانده شده است. پدیدهٔ خاصی که ممکن است به دلیل قدرت فوق‌العاده‌ی امواج گرانشی رخ داده باشد.

تصویری از کهکشان ۳C186 از دید تلسکوپ فضایی هابل. Credit: NASA, ESA, and M. Chiaberge (STScI/ESA)

پیش از این نیز چنین سیاهچاله‌هایی مشاهده شده بود اما کشف هیچ کدام تا کنون تایید نشده‌ است. این در حالی است که کشف اخیر این سیاهچاله از قطعیت زیادی برخوردار است.

جرم این سیاهچاله ابرپرجرم بیش از یک میلیارد برابر خورشید است؛ سیاهچاله‌ای که پرجرم‌ترین سیاهچالهٔ رانده‌شده از خانه‌ای است که تا کنون دیده شده است.

پژوهشگران تخمین می‌زنند انرژی‌ای معادل انفجار هم‌زمان صد میلیون ابرنواختر نیاز بوده تا این سیاهچاله از کهکشان میزبانش به بیرون پرتاب شود.

بهترین توضیح ممکن برای تولید این انرژی قوق‌العاده آزاد شدن امواج گرانشی پس از ادغام دو سیاهچالهٔ پرجرم در مرکز کهکشان میزبان است.

امواج گرانشی

امواج گرانشی اعوجاجاتی در بافتار فضا هستند که در زمان برخورد و ادغام اجرام سنگین عالم ایجاد می‌شوند. آلبرت اینشتین برای اولین بار وجود امواج گرانشی را پیش‌بینی کرد و تازه در سال گذشته بود که برای اولین بار در رصدخانه‌ی امواج گرانشی LIGO دانشمندان توانستند این امواج را آشکار کنند.

اخترشناسان در تصاویر تلسکوپ فضایی هابل متوجه خصوصیات عجیب ۳C186 شدند. در تصاویر این کهکشان‌ اختروشی نمایان شد که در فاصلهٔ دوری از مرکز کهکشان قرار داشت. اختروش‌ها را می‌توان نشانه‌ای از سیاهچاله‌های پرجرم و فعال دانست و قرارگیری این اختروش در جایی غیر از مرکز کهکشان آن را به موردی غیرمعمول تبدیل می‌کرد.

پژوهشگران با مقایسهٔ توزیع نور ستاره‌ها در کهکشان ۳C186 با مدل‌هایی که از کهکشان‌های بیضوی عادی موجود بود فاصلهٔ سیاهچاله از مرکز این کهکشان را محاسبه کردند. با این روش مشخص شد این سیاهچاله بیش از ۳۵ هزار سال نوری از مرکز کهکشان فاصله گرفته است. مسافتی که از فاصله‌ی خورشید تا مرکز راه شیری بیشتر است.

اخترشناسان با استفاده از روش طیف‌سنجی (تقسیم نور به رنگ‌های سازنده‌اش) سرعت گازهای اطراف سیاهچاله را محاسبه کردند و به عدد فوق‌العاده‌ی ۷/۵ میلیون کیلومتر بر ساعت رسیدند. با این سرعت می‌توان فاصله‌ی زمین تا ماه را در سه دقیقه طی کرد!

فرضیهٔ ارائه شده

همان‌طور که اشاره شد قابل قبول‌ترین فرضیه‌ای که در مورد این سیاهچاله ارائه شده پای امواج گرانشی را به میان می‌کشد. داستان از این قرار است که یک تا دو میلیارد سال پیش دو کهکشان (هر کدام با یک سیاهچالهٔ مرکزی پرجرم) با هم ترکیب شدند. پس از ادغام این دو کهکشان، سیاهچاله‌های این دو شروع به گردش به دور مرکز کهکشان تازه شکل‌گرفته کردند. با چرخش این دو سیاهچاله به دور یک‌دیگر تابش امواج گرانشی آغاز شد و از آن جا که جرم و سرعت چرخش سیاهچاله‌ها با هم یکسان نبود، امواج گرانشی تابش‌شده در جهت خاصی قوی‌تر تابش شدند. در نهایت با ادغام این دو، سیاهچالهٔ تازه شکل‌گرفته به سمت مخالف جهت امواج گرانشی به بیرون پرتاب شد.

چهار مرحله‌ی این رویداد نادر: ترکیب دو کهکشان،‌چرخش دو سیاهچاله‌ی مرکزی آن‌ها به دور هم، ادغام دو سیاهچاله و تابش امواج گرانشی قوی و در نهایت به بیرون پرتاب شدن سیاهچاله. Credit: NASA, ESA/Hubble, and A. Feild/STScI

این رویدادی بسیار خاص است و اخترشناسان خوش‌اقبال بودند که توانستند آن را رصد کنند. اگر فرضیه دانشمندان درست باشد می‌توان گفت نشانه‌ای قوی از ادغام سیاهچاله‌های ابرپرجرم مشاهده شده است. هرچند که شواهدی از ترکیب سیاهچاله‌های ستاره‌ای در دست داریم، اما ترکیب سیاهچاله‌های ابرپرجرم اتفاق پیچیده‌ای است که هنوز به‌طور کامل موفق به درک آن نشده‌ایم.

این گروه امیدوار است با استفاده‌ی مجدد از تلسکوپ فضایی هابل، آرایه‌ی میلی‌متری/زیر‌میلیمتری آتاکاما یا آلما (ALMA) و دیگر رصدخانه‌ها مشاهدات بیشتری از این سوژه‌ی خاص و جذاب داشته باشند.

از فروشگاه آسمان شب دیدن کنید

ارسال یک پاسخ

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.