کشف سیاهچاله پرجرمی که اخترشناسان را شگفت‌زده کرد
اخترشناسان به تازگی موفق به کشف سیاهچاله‌ای شده‌اند که طبق نظریات و مدل‌های فعلی وجود آن امکان‌پذیر نیست! جرم این سیاهچاله که در فاصله چهارده هزار سال نوری از ما قرار دارد به ۶۸ برابر جرم خورشید می‌رسد.
البته اگر با دنیای سیاهچاله‌ها آشنایی داشته باشید می‌دانید که سیاهچاله‌های بسیار سنگین‌تری، با جرمی معادل میلیون‌ها و حتی میلیاردها برابر جرم خورشید، نیز وجود دارند که در مرکز کهکشان‌ها جای گرفته‌اند. اما بر اساس طبقه‌بندی مرسوم، سیاهچاله‌ها به دو دسته سیاهچاله‌های ستاره‌ای و ابرسیاهچاله‌ها تقسیم می‌شوند. طبق نظریات فعلی و مدل‌های تکامل ستاره‌ای حد نهایی برای جرم سیاهچاله‌های ستاره‌ای ۴۵ تا ۵۵ برابر جرم خورشید است. مسئله‌ای که باعث شده این کشف جدید اخترشناسان را شگفت‌زده کند.
هیولای ناپیدا
تا کنون بیشتر سیاهچاله‌های ستاره‌ای با کمک تلسکوپ‌های پرتو ایکس کشف شده‌اند. تلسکوپ‌هایی که می‌توانند تابش پرتو ایکس قرص اطراف سیاهچاله را آشکار کنند. با این حال سیاهچاله‌ای که به تازگی کشف شده به معنای واقعی کلمه نامرئی است.
اخترشناسان در رصد‌های‌شان 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 قرار دارد زیر نظر گرفت و با بررسی طیف آن متوجه حرکت این ستاره شد.
رصدخانه LAMOST.
رصدها نشان می‌دادند این ستاره به دور جرمی در حال گردش است و حدودا هر ۷۹ روز یک بار به دور آن می‌گردد. محاسبات اخترشناسان نشان داد که جرم همدم این ستاره حداقل شش برابر جرم خورشید است. با این حال اگر ستاره‌ای با این جرم در این سامانه وجود داشت بدون شک آن‌قدر درخشان بود که با کمک تلسکوپ دیده شود. در صورتی که نشانی از ستاره‌ی 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 داده‌های طیف‌سنجی ردپایی از گاز هیدروژن یونیزه شده نیز یافتند.
اگر هیدروژن یونیزه شده در قرص بزرگی از گازهای داغ به دور سیاهچاله قرار داشته باشد می‌توان با بررسی طیف و محاسبه سرعت حرکت آن به جرم سیاهچاله دست پیدا کرد. با قبول این فرض پژوهشگران به نتیجه‌ی عجیبی رسیدند. محاسبات نشان می‌داد جرم سیاهچاله‌ای که در این سامانه قرار دارد به ۶۸ برابر جرم خورشید می‌رسد. این محاسبات همچنین مشخص کرد که فاصله‌ی سیاهچاله از ستاره‌ای که به دور آن می‌گردد حدود ۲۲۵ 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، هم‌زمان حس هیجان و شک را در اخترشناسان ایجاد کرد. هیجانی که حتی خواب را از چشم برخی از اخترشناسان ربود! Selma de Mink، اخترشناس مرکز اخترفیزیک هاروارد و اسمیتسونین، در این باره می‌گوید: «حدود یک هفته پیش از انتشار این خبر در Nature من در ساعت ۰۲:۴۵ بامداد ایمیلی از نویسندگان این مقاله دریافت کردم. من که به صورت اتفاقی برای مدت کوتاهی بیدار شدم، طبق عادت گوشی‌ام را چک کردم که البته ایده خوبی نبود! چرا که تا صبح روز بعد دیگر نتوانستم به خواب بروم!» دلیل بی‌خوابی: کشف سیاهچاله‌ای با جرم ۶۸ برابر جرم خورشید که نباید وجود می‌داشت!
با این حال هم‌زمان با حس هیجان شک و تردید نیز درباره نتایج این پژوهش وجود دارد. اخترشناسان انتظار وجود سیاهچاله‌ای با این جرم را نداشتند. به این ترتیب باید در مراحل بعد با انجام رصدهای بیشتر شواهد معتبرتر و قابل اطمینانی گردآوری کرد.
فرضیه‌هایی برای توضیح جرم زیاد این سیاهچاله نیز ارائه شده است. یکی از این ایده‌ها به احتمال وجود دو سیاهچاله اشاره می‌کند که هر کدام جرمی در حدود ۳۵ برابر جرم خورشید دارند و در شرایط پیش از ادغام قرار دارند.
طرحی گرافیکی از دو سیاهچاله در حال ادغام. Credit: SXS
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 مسئله‌ی دیگری نیز وجود دارد. طبق داده‌های فضاپیمای گایا فاصله‌ی ستاره‌ی این سامانه از ما حدود هفت هزار سال نوری است و با نتایجی که با روش طیف‌سنجی به دست آمده‌اند مطابقت ندارد. با این حال به نظر برخی از اخترشناسان داده‌های گایا درباره این ستاره (با توجه به ویژگی‌های این سامانه) دقت کافی را نداشته‌اند. با این حال اگر سنجش‌های گایا درست باشد نتایج محاسبات نیز تغییر می‌کند و جرم سیاهچاله و ستاره کمتر خواهد بود.
بدون شک در ماه‌ها و سال‌های پیش رو باید منتظر رصدهای تکمیلی این سامانه باشیم. برای از بین رفتن حس شک و تردید در ذهن اخترشناسان نیاز به داده‌های قابل اعتماد بیشتری است.
عکس کاور: طرحی گرافیکی از یک ستاره جوان که به دور سیاهچاله‌ای پرجرم می‌گردد.
Credit: Jingchuan Yu / Beijing Planetarium
