دانشمندان دو سیاهچاله‌ی عظیم را در آستانه‌ی برخوردی فاجعه‌آمیز شناسایی کردند
دانشمندان ناسا دو سیاهچاله‌ی عظیم را شناسایی کردند که با جرمی چند صد میلیون برابر خورشید، در آستانه‌ی برخوردی فاجعه‌آمیز قرار دارند.
در قلب بیشتر کهکشان‌ها، سیاهچاله‌هایی بسیار عظیم با جرم میلیون‌ها تا میلیاردها برابر خورشید ما قرار دارند و ستاره‌شناسان مایلند از چگونگی تشکیل این غول‌ها بیشتر بدانند. در حالی که پژوهشگران فکر می‌کنند بیشتر این اَبَرسیاهچاله‌ها پس از حداقل یک مرحله ادغام میان دو سیاهچاله‌ی بزرگ تشکیل شده‌اند، مشاهدات تجربی در این زمینه بسیار نادر است و تا کنون تنها یک جفت سیاهچاله‌ی کلان‌جرم در مسیر ادغام کشف شده بود.
یک مطالعه‌ی تازه اما ممکن است این روند را تغییر دهد، زیرا پژوهشگران با مشاهده‌ی یک سیاهچاله‌ی ابرپرجرم در فاصله‌ی 9 میلیارد سال نوری، دریافتند که یک سیاهچاله‌ی همدم نزدیک، به دور آن در گردش است و با کوچک شدن مدار گردش، این دو سیاهچاله در مسیر برخورد و ادغام قرار دارند. این دوقلوهای عظیم، که «دوتایی» (Binary) نامیده می‌شوند، تقریبا هر دو سال یک بار دور یکدیگر می‌چرخند.
اگر محاسبات این تیم پژوهشی درست باشد، قطر مدار دوتایی (باینری) 10 تا 100 برابر کوچک‌تر از تنها دوتایی کلان‌جرم شناخته شده‌ی دیگر است و تقریبا در 10 هزار سال آینده ادغام می‌شوند. ممکن است زمان زیادی به‌نظر برسد اما باید درنظر داشت که در مجموع 100 میلیون سال طول می‌کشد تا سیاهچاله‌هایی با این اندازه شروع به چرخش دور یکدیگر کنند و در نهایت به هم برسند. بنابراین این جفت بیش از 99 درصد مسیر برخورد را طی کرده‌اند.
دو سیاهچاله‌ی ابرپرجرم در حال گردش دور یکدیگر
Credit: Caltech/R. Hurt (IPAC)
این پژوهش تازه توسط «ژوزف لاتزیو» (Joseph Lazio) و «میشل والینسری» (Michele Vallisneri) در آزمایشگاه پیشرانش جت (JPL) ناسا انجام شد که اطلاعاتی درباره‌ی شیوه‌ی رفتار سیاهچاله‌های کلان‌جرم در یک سیستم دوتایی و نحوه‌ی تفسیر داده‌های رادیویی ارائه کردند.
شواهد اولیه درباره‌ی اینکه این سیاهچاله‌ی کلان‌جرم ممکن است یک همدم داشته باشد با استفاده از مشاهدات تلسکوپ‌های رادیویی روی زمین به‌دست آمد. سیاهچاله‌ها نور ساطع نمی‌کنند اما گرانش آن‌ها می‌تواند قرص‌های برافزایشی از گاز داغ را در اطراف آن‌ها جمع کند و باعث پرتاب مقداری از مواد به فضا شود. جریان‌های خروجی جت عظیمی که می‌توانند تا میلیون‌ها سال نوری امتداد داشته باشند.
یک جت خروجی سیاهچاله اگر رو به زمین قرار داشته باشد، بسیار درخشان‌تر از جتی دیده می‌شود که جهت دیگری دارد. ستاره‌شناسان این دسته از سیاهچاله‌ها را که فوران آن‌ها به سمت زمین است، «بلیزر» (Blazar) می‌نامند و در مطالعه‌ی اخیر هم پژوهشگران یک بلیزر (اخگروش) به نام PKS 2131-021 را بررسی کردند.
این سیاهچاله، یکی از 1800 بلیزری است که گروهی از پژوهشگران مؤسسه‌ی فناوری کالیفرنیا (Caltech) به مدت 13 سال با رصدخانه‌ی رادیویی «دره‌ی اوِنز» (Owens Valley) در شمال کالیفرنیا زیر نظر داشتند. اما PKS 2131-021 رفتار عجیبی از خود نشان می‌دهد که توجه دانشمندان را جلب کرد: درخشندگی آن بالا و پایین‌های منظمی دارد که مانند تیک‌تاک ساعت، قابل پیش‌بینی است.
قرص برافزایشی اطراف سیاهچاله و جریان جت خروجی از آن
Credit: Caltech/R. Hurt (IPAC)
آن‌ها اکنون فکر می‌کنند که این تغییر منظم نتیجه‌ی وجود یک سیاهچاله‌ی دوم و گردش دو سیاهچاله اطراف یکدیگر است. جرم هر یک از دو سیاهچاله‌ی موجود در دوتایی PKS 2131-021 چند صد میلیون برابر جرم خورشید ما تخمین زده می‌شوند. برای تأیید بهتر این یافته، دانشمندان قصد دارند امواج گرانشی این منظومه‌ی سیاهچاله‌ای را شناسایی کنند.
اما پیش از آن و برای تأیید اینکه این نوسانات، تصادفی یا بر اثر پدیده‌ای موقت پیرامون سیاهچاله نبوده‌اند، تیم پژوهشی علاوه بر داده‌های رصدخانه‌ی دره اوونز از دهه‌ی 2008 تا 2019 مشاهدات ثبت شده‌ی دیگری را هم بررسی کرد.
دانشمندان اطلاعات دو تلسکوپ رادیویی دیگر روی این سیاهچاله، یعنی رصدخانه‌ی رادیویی دانشگاه میشیگان در سال‌های 1980 تا 2012 و رصدخانه‌ی هیستک در سال‌های 1975 تا 1983 را هم بررسی کردند و دریافتند که این داده‌ها هم با پیش‌بینی‌های مربوط به چگونگی تغییر درخشندگی بلیزر PKS 2131-021 در طول زمان مطابقت دارد. به گفته‌ی لاتزیو این موضوع اهمیت پژوهش طولانی‌مدت را نشان می‌دهد زیرا 45 سال رصد رادیویی طول کشیده است تا چنین نتیجه‌ای حاصل شود.
عکس کاور: طرحی گرافیکی از دو سیاهچاله‌ی در حال گردش پیرامون یکدیگر
Credit: Caltech/R. Hurt (IPAC)
منبع: SciTechDaily
