کشف سیاهچاله پرجرمی که اخترشناسان را شگفت زده کرد - ساری فان

البته اگر با دنیای سیاهچاله ها آشنایی داشته باشید می دانید که سیاهچاله های بسیار سنگین تری، با جرمی معادل میلیون ها و حتی میلیاردها برابر جرم خورشید، نیز وجود دارند که در مرکز کهکشان ها جای گرفته اند. اما بر اساس طبقه بندی مرسوم، سیاهچاله ها به دو دسته سیاهچاله های ستاره ای و ابرسیاهچاله ها تقسیم می شوند. طبق نظریات فعلی و مدل های تکامل ستاره ای حد نهایی برای جرم سیاهچاله های ستاره ای 45 تا 55 برابر جرم خورشید است. مسئله ای که باعث شده این کشف جدید اخترشناسان را شگفت زده کند.

هیولای ناپیدا

تا کنون بیشتر سیاهچاله های ستاره ای با یاری تلسکوپ های پرتو ایکس کشف شده اند. تلسکوپ هایی که می توانند تابش پرتو ایکس قرص اطراف سیاهچاله را آشکار نمایند. با این حال سیاهچاله ای که به تازگی کشف شده به معنای واقعی کلمه نامرئی است.

اخترشناسان در رصد های شان متوجه حرکت غیرمعمول یک ستاره جوان شدند که جرمش در حدود هشت برابر جرم خورشید است. تلسکوپ LAMOST این ستاره را که در صورت فلکی دوپیکر واقع شده است زیر نظر گرفت و با آنالیز طیف آن متوجه حرکت این ستاره شد.

رصدها نشان می دادند این ستاره به دور جرمی در حال گردش است و حدودا هر 79 روز یک بار به دور آن می گردد. محاسبات اخترشناسان نشان داد که جرم همدم این ستاره حداقل شش برابر جرم خورشید است. با این حال اگر ستاره ای با این جرم در این سامانه وجود داشت بدون شک آن قدر درخشان بود که با یاری تلسکوپ دیده گردد. در صورتی که نشانی از ستاره دوم نبود و اخترشناسان به این نتیجه رسیدند که همدم این ستاره یک سیاهچاله است.

البته جرم محاسبه شده برای این سیاهچاله حداقل جرم ممکن برای آن بود و تحت شرایط دیگری نتایج محاسبات بسیار بیشتر از این عدد بود. با این حال زمانی ماجرا جذاب شد که اخترشناسان در داده های طیف سنجی ردپایی از گاز هیدروژن یونیزه شده نیز یافتند.

اگر هیدروژن یونیزه شده در قرص بزرگی از گازهای داغ به دور سیاهچاله قرار داشته باشد می توان با آنالیز طیف و محاسبه سرعت حرکت آن به جرم سیاهچاله دست پیدا کرد. با قبول این فرض پژوهشگران به نتیجه عجیبی رسیدند. محاسبات نشان می داد جرم سیاهچاله ای که در این سامانه واقع شده است به 68 برابر جرم خورشید می رسد. این محاسبات همچنین تعیین کرد که فاصله سیاهچاله از ستاره ای که به دور آن می گردد حدود 225 میلیون کیلومتر، یا چیزی در حدود فاصله مریخ از خورشید، است.

شک و هیجان؛ حس اخترشناسان پس از این کشف

این کشف، که البته هنوز به طور کامل مورد تایید جامعه اخترشناسان قرار نگرفته است، هم زمان حس هیجان و شک را در اخترشناسان ایجاد کرد. هیجانی که حتی خواب را از چشم بعضی از اخترشناسان ربود! Selma de Mink، اخترشناس مرکز اخترفیزیک هاروارد و اسمیتسونین، در این باره می گوید: حدود یک هفته پیش از انتشار این خبر در Nature من در ساعت 02:45 بامداد ایمیلی از نویسندگان این مقاله دریافت کردم. من که به صورت اتفاقی برای مدت کوتاهی بیدار شدم، طبق عادت گوشی ام را چک کردم که البته ایده خوبی نبود! چرا که تا صبح روز بعد دیگر نتوانستم به خواب بروم! دلیل بی خوابی: کشف سیاهچاله ای با جرم 68 برابر جرم خورشید که نباید وجود می داشت!

با این حال هم زمان با حس هیجان شک و تردید نیز درباره نتایج این پژوهش وجود دارد. اخترشناسان انتظار وجود سیاهچاله ای با این جرم را نداشتند. به این ترتیب باید در مراحل بعد با انجام رصدهای بیشتر شواهد معتبرتر و قابل اطمینانی گردآوری کرد.

فرضیه هایی برای شرح جرم زیاد این سیاهچاله نیز ارائه شده است. یکی از این ایده ها به احتمال وجود دو سیاهچاله اشاره می نماید که هر کدام جرمی در حدود 35 برابر جرم خورشید دارند و در شرایط پیش از ادغام قرار دارند.

از سوی دیگر ممکن است این سیاهچاله پیش از این و بر اثر ادغام با اجرام دیگر به جرمی در این حد رسیده باشد. هر چند که با توجه به سن کم این سامانه احتمال چنین موردی اندک است.

البته مسئله دیگری نیز وجود دارد. طبق داده های فضاپیمای گایا فاصله ستاره این سامانه از ما حدود هفت هزار سال نوری است و با نتایجی که با روش طیف سنجی به دست آمده اند مطابقت ندارد. با این حال به نظر بعضی از اخترشناسان داده های گایا درباره این ستاره (با توجه به ویژگی های این سامانه) دقت کافی را نداشته اند. با این حال اگر سنجش های گایا درست باشد نتایج محاسبات نیز تغییر می نماید و جرم سیاهچاله و ستاره کمتر خواهد بود.

بدون شک در ماه ها و سال های پیش رو باید منتظر رصدهای تکمیلی این سامانه باشیم. برای از بین رفتن حس شک و تردید در ذهن اخترشناسان احتیاج به داده های قابل اعتماد بیشتری است.

عکس کاور: طرحی گرافیکی از یک ستاره جوان که به دور سیاهچاله ای پرجرم می گردد.

Credit: Jingchuan Yu / Beijing Planetarium