کشف 5 نمونه از سیاه‌چاله‌های کلان‌جرم دوقلو

به گزارش گروه رسانه‌های دیگر آنا، به‌تازگی دو تحقیق در رابطه با ویژگی‌های این سیاه‌چاله‌ها منتشر شده است که اطلاعات جدیدی در رابطه با آنها ارائه می‌دهد. سیاه‌چاله کلان‌جرم بزرگ‌ترین نوع سیاه‌چاله در کهکشان‌هاست که گمان می‌رود در مرکز تقریبا همه کهکشان‌ها از جمله کهکشان راه شیری نیز یافت شود و دارای جرمی معادل صدها هزار تا چندین میلیارد برابر جرم خورشید هستند. این سیاه‌چاله‌ها پر جرم‌ترین نوع سیاه‌چاله‌ها هستند و در صورت فعال بودن گرانش بسیار زیادی دارند که در جهان بی‌نظیر است.

یکی از تفاوت‌های اصلی این سیاه‌چاله چگالی کمتر آنهاست. چگالی سیاه‌چاله‌ها برابر جرم آن تقسیم بر حجم ناشی از شعاع سیاه‌چاله‌ها است. این مقدار می‌تواند کمتر از چگالی آب باشد. سیاه‌چاله‌های فعال معمولا حجم بسیار زیادی از گاز را به داخل می‌کشند و سبب ایجاد ناحیه‌ای در اطراف خود می‌شوند که به هسته فعال کهکشانی معروف است.

این ناحیه متراکم که معمولا پرنورتر از سایر نقاط کهکشان است، تمام طول موج‌های ممکن در طیف امواج الکترومغناطیس را به اطراف ساطع می‌کنند. هسته‌های کهکشانی فعال پرنورترین اجرام در عالم هستند و بررسی آنها می‌تواند هم به کشف اجرام دور و هم به تصحیح یا دستیابی به مدل‌های کیهان‌شناختی کمک کند.

به‌تازگی پنج سیاه‌چاله دوقلو در مرکز کهکشان‌های دوردست کشف شده است که به وسیله دو تیم تحقیقاتی مورد بررسی قرار گرفته‌اند.

اولین تحقیق به وسیله محققان دانشگاه جورج میسون انجام شده است. تیم تحقیقاتی در پروژه خود به بررسی چهار مورد از پنج سیاه‌چاله دوقلو پرداخته‌اند. این تحقیق به سرپرستی شوبیتا ساتیاپال انجام شده است.

وی در مصاحبه خود با رسانه‌ها گفته است که پیش از این یافتن سیاه‌چاله‌های دوقلو برای محققان بسیار سخت بوده است اما این کار با استفاده از تلفیق داده‌های تعدادی از تجهیزات رصدی مختلف در زمین ممکن شده است. این تجهیزات شامل تلسکوپ‌های نوری و اشعه ایکس و مادون قرمز متعلق به سازمان‌های تحقیقاتی مختلف از جمله ناسا بوده است. این اکتشافات در نوع خود بسیار نادر محسوب می‌شوند.

در دومین تحقیق به سرپرستی سار الیسون، از دانشگاه ویکتوریا، پنجمین سیاه‌چاله دوقلو مورد بررسی قرار گرفته است. این دو تیم نتایج تحقیقات یکدیگر را با هم به اشتراک گذاشته‌اند و مطالعات خود را به صورت مشترک ادامه داده‌اند.

ساتیاپال، الیسون و و هم‌تیمی‌هایشان در این تحقیق موفق شدند دو هسته فعال کهکشانی را نیز کشف کنند که به نظر می‌رسد در نتیجه ادغام کهکشانی به وجود آمده‌اند. فاصله این دو هسته در حدود 30 هزار سال نوری است.

الیسون در رابطه با نتایج این تحقیقات گفت: «کار ما نشان می‌دهد که تلفیق داده‌های تلسکوپ‌های مادون قرمز و تلسکوپ های اشعه ایکس یک روش بسیار مفید را برای کشف این سیاه‌چاله‌های دوقلو ایجاد می‌کند».

این اشعه‌ها می‌توانند در ابرهای متراکم گاز و غبار کهکشانی نفوذ کنند و رصد شوند. قبل از این مطالعه، کمتر از 10 جفت سیاه‌چاله‌های در حال رشد بر اساس مطالعات اشعه ایکس تایید شده بود و بیشتر آنها به صورت تصادفی بوده‌اند.

ساتیاپال در رابطه با این سیاه‌چاله‌ها گفت: «بسیار مهم است که ما بتوانیم بفهمیم سیاه‌چاله‌های کلان‌جرم دوقلو چه ویژگی‌هایی دارند تا بتوانیم انتشار امواج گرانشی از سوی آنها را پیش‌بینی کنیم».

از سال 2016 چهار نمونه از امواج گرانشی با استفاده از رصدخانه‌های LIGO و VIRGO شناسایی شده است که منابع این امواج سیاه‌چاله‌های کوچکی در ابعاد هشت تا 36 برابر جرم خورشید بوده‌اند و امواج گرانشی از سیاه‌چاله‌های کلان‌جرم رصد نشده است.

سیاه‌چاله‌های کلان‌جرم بسیار گسترده‌تر هستند و به احتمال زیاد امواج گرانشی بسیار بیشتری را به وجود خواهند آورد زیرا آنها همچنان به یکدیگر نزدیک‌تر می‌شوند و در چند صد میلیون سال، هنگامی که این جفت‌ها در نهایت ادغام می‌شوند، انرژی حاصل شده توسط توده تبدیل به امواج گرانشی خواهد شد باور نکردنی است.

در حال حاضر، آشکارسازهایی مانند LIGO و Virgo قادر به تشخیص امواج گرانشی که توسط سیاه‌چاله‌های کلان‌جرم دوقلو منتشر می‌شوند، نیستند. این کار توسط آرایه‌هایی نظیر ناحیه «North Nanohertz Observatory» برای امواج گرانشی استفاده می‌شود، قابل انجام است. یکی دیگر از ابزارهایی که می‌توانند در این زمینه مفید باشند، ابزار LISA است.

محققان امیدوارند که بتوانند در آینده با استفاده از این امواج ویژگی‌های بیشتری از سیاه‌چاله‌های کلان‌جرم و همچنین دیگر اجرام فضایی نظیر ابرنواخترها را شناسایی کنند.

منبع: ایسنا