یک سیاهچاله با جرم متوسط در مرکز یک خوشۀ ستاره ای

بیگ بنگ: سیاهچاله ها در دو دسته طبقه بندی می شوند: سیاهچاله های ستاره ای کوچک که معادل جرم چند خورشید هستند و سیاهچاله هایی با جرم میلیون ها و میلیاردها جرم خورشید. اخترشناسان انتظار دارند که سیاهچاله هایی با جرم میانه ۱۰۰ تا ۱۰۰۰۰ جرم خورشید نیز وجود داشته باشند، اما تاکنون هیچ مدرک قطعی از وجود سیاهچاله های با جرم متوسط کشف نشده است. بتازگی گروهی از اخترشناسان شواهد جدیدی از یک سیاهچاله جرم متوسط(IMBH) با وزن ۲۲۰۰ برابر خورشید را در مرکز خوشه ستاره ای کروی ۴۷ Tucanae کشف کردند.

به گزارش بیگ بنگ، “بولنت کیزلانت” رهبر این تحقیق از مرکز اخترفیزیک هاروارد-اسمیتسونین(CFA) گفت: «ما می خواستیم تا سیاهچاله هایی با جرم متوسط را بیابیم زیرا آنها حلقه گم شده جرم ستاره ای و سیاهچاله های پرجرم هستند. آنها بذرهای بنیادین رشد سیاهچاله های غول پیکر هستند که ما در مرکز کهکشان ها می بینیم.» خوشه ستاره ای ۴۷ Tucanae با عمر ۱۲ میلیارد سال در فاصلۀ ۱۳ هزار سال نوری از ما در صورت فلکی جنوبی توکان واقع شده است، این منطقه گستردگی حدود ۱۲۰ سال نوری دارد که منطقه ای مملو از ستارگان را در خود جای داده است.

محققان خوشه ستاره ای ۴۷ Tucanae را مورد بررسی قرار دادند تا ببینید سیاهچاله مرکزی دارد یا خیر. در بیشتر مواقع یک سیاهچاله با مشاهده اشعه ایکسی که از یک حلقه داغ ماده به دورش در حال چرخش است، رصد می شود، این روش تنها زمانی کار می کند که سیاهچاله بطور فعال مشغول تغذیه گازهای اطرافش باشد. اما مرکز خوشه ۴۷ Tucanae بدون گاز است و اگر سیاهچاله ای در آن منطقه وجود داشته باشد در خفا پنهان شده است.

تحقیق جدید به دو خط شواهد تکیه کرد، اولی مشاهدات ستاره ها سراسر خوشه، یک محیط کروی خوشه بسیار متراکم بسیار پرجرم که ستاره های سنگین تمایل دارند به مرکز خوشه جذب شوند. در واقع یک سیاهچاله با جرم متوسط در مرکز این خوشه باعث می شود ستاره ها با سرعت بالا و فاصله های بسیار زیاد پرتاب شوند. این عامل یک سیگنال ضعیف برجای می گذارد که اخترشناسان می توانند از آن برای شناسایی سیاهچاله، استفاده کنند. محققان با شبیه سازی هایی کامپیوتری از حرکت های ستاره ای و فواصل و مقایسه آنها با مشاهدات نور مرئی شواهدی مبنی بر این تحرکات گرانشی کشف کردند.

نمایی از خوشۀ ستاره ای ۴۷ Tucanae که تلسکوپ فضایی هابل به ثبت رسانده است.

دومین مدرک تپ اخترها میباشند که باقیمانده فشرده مرگ ستاره هایی هستند که سیگنال های رادیویی آنها قابل تشخیص است. محققان معتقدند این اجرام تا حدودی به علت  ِ گرانش مرکزی سیاهچاله جرم متوسط، به اطراف خوشه ستاره ای پرت شده اند. این دو شواهد نشان می دهد، احتمالا یک سیاهچاله با جرم متوسط در حدود ۲۲۰۰ برابر جرم خورشید در خوشۀ ستاره ای ۴۷ Tucanae وجود داشته باشد. در حالی که سیاهچاله ها برای مدت زیادی قابل تشخیص نبودند، وجود سیاهچاله های جرم متوسط مشابه می تواند در مرکز خوشه های کروی دیگر نیز مخفی شده باشند. بتازگی نیز پروژه آرایه تلسکوپ رادیویی افق رویداد در حال انجام است تا بتواند نخستین تصویر مستقیم از سیاهچاله ها را به ثبت برساند.

آمادگی برای تصویربرداری مستقیم از سیاهچاله ها

یک تیم از محققان از سراسر جهان آماده می شوند تا اولین تصویر مستقیم از سیاهچاله ها را ثبت کنند. راه اندازی این پروژه برای ۲۰ سال در حال انجام بوده و اعضای پروژه پازلی را کامل کرده اند که امروز بعنوان آرایۀ تلسکوپی افق رویداد شناخته می شود. در این پروژه ۱۲ گیرنده در سراسر زمین، سیاهچاله کمان- ای *Sagittarius A در مرکز کهکشان راه شیری را هدف می‌گیرند و داده های دریافت شده را بین روزهای ۵ تا ۱۲ آوریل در فرکانس ۲۳۰GHz ضبط می کنند.

نمایی از سیاهچاله کمان- ای *Sagittarius A در مرکز کهکشان راه شیری

این داده ها درون هارد دیسک ها ضبط خواهند شد و به رصدخانه هیستاک در موسسه فناوری ماساچوست فرستاده می شود، جایی که محققان داده ها را مورد آنالیز قرار می دهند. حجم هاردهایی که برای ذخیره اطلاعات هر تلسکوپ تعبیه شده معادل حجم ذخیره‌سازی ۱۰ هزار لپ‌تاپ است و این سونامی داده‌ها قرار است به دانشگاه MIT منتقل شود تا ابر رایانه‌ها و کارشناسان آن‌ را آنالیز کنند و از آنچه بدست آمده یک عکس بسازند. سیاهچاله ای که قرار است روی آن تمرکز شود در مرکز کهکشان راه شیری واقع شده. البته کمان- ای یک سیاهچاله قابل عکس برداری نیست و نوری از خودش نمی تواند منعکس نمی کند. اما تیم محققان امیدوار است تا نور اطراف سیاهچاله را قبل از اینکه در افق رویداد ناپدید شود، به دام بیندازد.

کمان- ای تقریبا در حدود ۲۶ هزار سال نوری با زمین فاصله دارد و محاسبات نشان می دهد که چهار میلیون بار پرجرم تر از خورشید است، همچنین طول ِ افق رویدادش حدود ۱۲٫۴ میلیون مایل میباشد. در حالی که اندازه بزرگی دارد اما برای ما در آسمان شب، هنوز کوچکتر از سر سوزن است. از این رو به آرایه تلسکوپ رادیویی قوی ِ نیاز است، تا بتوان این سیاهچاله را مورد کاوش قرار داد. همچنین دانشمندان امیدوارند با این روش سایر سیاهچاله های پنهان را به دقت مورد بررسی و مشاهده قرار دهند.

سایت علمی بیگ بنگ / منابع: phys.org , astronomynow.com

 

image_pdfimage_print
(9 نفر , میانگین : 4٫67 از 5)
لینک کوتاه مقاله : http://bigbangpage.com/?p=62678

رامین فخاری

نویسنده این مطلب: رامین فخاری، دانشجوی کارشناسی برق و قدرت، علاقمند به نجوم، کیهان شناسی، زیست شناسی و تاریخ معاصر می باشد و به عنوان نویسنده در وب سایت بیگ بنگ فعالیت می کند.

شما ممکن است این را هم بپسندید

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *