نشانه هایی از دومین سیاه چاله عظیم کهکشان راه شیری

به گزارش کلیک، ستاره شناسان با استفاده از رادیو تلسکوپ Nobeyama 45-m نشانه هایی از یک سیاه چاله نامرئی را در مرکز کهکشان راه شیری شناسایی کرده اند که حجم آن 100 هزار برابر حجم خورشید است. این تیم نجومی تصور می کنند که این سیاه چاله "جرم متوسط" احتمالی، کلید پی بردن به نحوه پیدایش سیاه چاله های عظیم واقع شده در مرکز کهکشان ها است.

گروهی از اختر شناسان به رهبری توموهارو اوکا، پروفسور دانشگاه Keio ژاپن، یک ابر گازی اسرار آمیز را کشف کرده اند و آن را CO-0.40-0.22 نامگذاری کرده اند که فقط 200 سال نوری با مرکز کهکشان راه شیری فاصله دارد. چیزی که CO-0.40-0.22 را خارق العاده می کند سرعت پراکندگی گسترده شگفت انگیز آن است: یعنی ابر گازی دارای محدوده سرعتی بسیار گسترده ای است. این گروه این ویژگی مرموز را با استفاده از دو رادیو تلسکوپ کشف کردند که یکی تلسکوپ Nobeyama 45-m در ژاپن و دیگری تلسکوپ ASTE در شیلی قرار دارد و هر دوی آنها توسط رصد خانه نجومی ملی ژاپن کنترل می شوند.
برای بررسی ساختار دقیق این سیاه چاله، این گروه یکبار دیگر CO-0.40-0.22 را با تلسکوپ Nobeyama 45-m رصد کرد تا 21 طول موج منتشر شده از 18 مولکول را بدست بیاورد. نتایج نشان می دهد که این ابر بیضی شکل است و از دو بخش تشکیل شده است: یک بخش فشرده اما با ترکم پایین که دارای پراکندگی سرعت بسیار گسترده 100 کیلومتر در ثانیه است و یک بخش متراکم با گستردگی 10 سال نوری و سرعت پراکندگی محدود.

اما به واقع چه عاملی سرعت پراکندگی را این چنین گسترده می کند؟ محققین به این نتیجه رسیده اند که هیچ حفره ای در این ابر وجود ندارد و در مشاهدات از طریق اشعه ایکس و فروسرخ نیز هیچ جرم فشرده ای در آن یافت نشد. این ویژگی ها حاکی از آن است که سرعت پراکندگی به واسطه یک ورودی انرژی ثانوی مانند انفجارهای سوپرنووا ایجاد نشده است.

این گروه یک شبیه سازی ساده از ابرهای گازی پرتاب شده از یک منبع جاذبه قوی را انجام دادند و در این آزمایش متوجه شدند که ابرهای گازی در ابتدا توسط منبع جذب می شوند و همان طور که به آن نزدیک می شوند سرعت آنها نیز افزایش می یابد و در نزدیک ترین نقطه به شی، به سرعت حداکثری می رسند. سپس ابرها از شی عبور کرده و سرعت آنها کاهش می یابد. این گروه دریافت که مدلی که از یک منبع جاذبه که 100 هزار برابر حجم خورشید است در یک ناحیه با شعاع 3/0 سال نوری استفاده می کند، بهترین سازگاری را با داده های مشاهده شده فرآهم می کند. پروفسور اوکا، مسئول اصلی مقاله چاپ شده در نشریه Astrophysical Journal Letters، معتقد است با در نظر گرفتن این حقیقت که هیچ جرم فشرده ای توسط اشعه ایکس و فروسرخ مشاهده نشده پس بهترین کاندیدا برای نام گذاری این شی عظیم متراکم، سیاه چاله است.

اگر این موضوع درست باشد، این اولین ردیابی یک سیاه چاله با جرم متوسط است. ستاره شناسان قبلاً با دو اندازه از سیاه چاله ها آشنایی داشتند: سیاه چاله های با جرم ستاره ای، که بعد از انفجارهای عظیم ستاره های غول آسا تشکیل شده اند و سیاه چاله های فوق پر جرم (SMBH) که اغلب در مرکز کهکشان ها یافت می شوند.
جرم سیاه چاله های SMBH از چند میلیون برابر تا چند میلیارد برابر جرم خورشید است. تاکنون تعدادی از سیاه چاله های SMBH کشف شده اند اما هیچ کس نمی داند که این سیاه چاله های بسیار عظیم چگونه تشکیل شده اند. یک ایده این است که آنها از ادغام چندین سیاه چاله جرم متوسط به وجود آمده اند. اما این ایده چندان درست به نظر نمی رسد زیرا تاکنون هیچ گواه و دلیل قطعی برای مشاهده سیاه چاله های جرم متوسط وجود نداشته است. اگر ابر CO-0.40-0.22، که فقط 200 سال نوری با Sgr A* ( 400 میلیون سیاه چاله جرم خورشیدی در مرکز کهکشان راه شیری) فاصله دارد، دارای یک سیاه چاله جرم متوسط باشد، می تواند از فرضیه ادغام سیاه چاله های جرم متوسط در روند شکل گیری SMBH پشتیبانی کند.

این نتایج پنجره جدیدی به جستجوی سیاه چاله ها با رادیو تلسکوپ ها می گشاید. مشاهدات اخیر آشکار کرده است که تعدادی زیادی از ابرهای فشرده با سرعت پراکندگی گسترده مشابه CO-0.40-0.22 وجود دارند. این گروه تحقیقاتی یادآور می شود که برخی از این ابرها می توانند دارای سیاه چاله باشند. نتایج یک تحقیق نشان می دهد که 100 میلیون سیاه چاله در کهکشان راه شیری وجود دارد، اما مشاهدات با اشعه ایکس تاکنون فقط 12 سیاه چاله را کشف کرده است. اکثر سیاه چاله ها ممکن است "تاریک" باشند و مشاهده مستقیم آنها در هر طول موج بسیار دشوار است. به گفته اوکا، بررسی حرکت گاز با رادیو تلسکوپ ها می تواند یک روش مکمل برای جستجوی سیاه چاله ها ارائه کند. بررسی دقیق مشاهدات در حال انجام در منطقه وسیعی از کهکشان راه شیری توسط تلسکوپ Nobeyama 45-m و مشاهدات با وضوح بالای کهکشان های مجاور با استفاده از ردیف بزرگ میلیمتر/ زیر میلیمتر Atacama (ALMA)، این امکان را فرآهم می کند تا تعداد کاندیداهای سیاه چاله ها به طور چشمگیری افزایش یابد.

منبع: sciencedaily