یک سیاهچاله‌ی خفته در کهکشان همسایه‌ی راه شیری کشف شد
دانشمندان در کهکشان همسایه‌ی راه شیری، یک سیاهچاله‌ی نادر از انواع نام سیاهچاله‌های خفته را کشف کردند که از نظر تئوری باید بسیار رایج باشند اما یافتن آن‌ها بسیار دشوار است.
چالش کشف چیزی که اخترشناسان آن‌ها را سیاهچاله‌های خاموش می‌نامند از این واقعیت ناشی می‌شود که این اجرام از ماده‌ای مانند گاز، غبار یا مواد ستاره‌ای جدا شده از یک ستاره‌ی همدم تغذیه نمی‌کنند. بدون وجود مواد پیرامونی، این سیاهچاله‌ها پرتو ایکس را که دانشمندان از آن برای شناسایی سیاهچاله‌های معمولی استفاده می‌کنند، گسیل نمی‌کنند.
حالا به گفته‌ی پژوهشگران، کشف جدید می‌تواند به درک بهتر شیوه‌ی فروپاشی ستاره‌ها در پایان عمر آن‌ها کمک کند. «تومر شنار» (Tomer Shenar) اخترفیزیکدان دانشگاه آمستردام هلند و نویسنده‌ی اصلی این پژوهش تازه که ۱۸ جولای (۲۷ تیر) در نشریه‌ی «نیچر استرونومی» (Nature Astronomy) منتشر شده است، گفت: «ما سوزنی را در انبار کاه شناسایی کردیم.»
او و همکارانش موفق به کشف سیاهچاله‌ای با جرم ستاره‌ای و حدود ۹ برابر خورشید شدند که در سحابی رتیل، ناحیه‌ی ستاره‌زایی کهکشانی در کهکشان همسایه‌ی ما، ابر ماژلانی بزرگ شدند. این سیاهچاله دور یک ستاره‌ی آبی بزرگ با جرمی معادل ۲۵ برابر خورشید می‌چرخد و این دو یک سامانه‌ی دوتایی (باینری) به نام VFTS 243 را تشکیل می‌دهند.
هرچند انتظار می‌رود تقریبا در هر کهکشانی میلیاردها سیاهچاله‌ی خفته وجود داشته باشد، اما این نخستین کشف قطعی از این نوع سیاهچاله‌ها با جرم ستاره‌ای در خارج از کهکشان راه شیری است. اما سیاهچاله‌ی VFTS 243 ممکن است به‌دلیل دیگری هم نادر باشد.
سیاهچاله‌های با جرم ستاره‌ای معمولا زمانی تشکیل می‌شوند که سوخت مورد نیاز ستارگان عظیم برای ادامه‌ی همجوشی هسته‌ای تمام می‌شود. پایان همجوشی باعث پایان نیروی رو به بیرون هم می‌شود که ستاره را در برابر فروپاشی به درون بر اثر گرانش محافظت می‌کند. بدین ترتیب فروپاشی هسته‌ی ستاره روی می‌دهد که اغلب با یک انفجار کیهانی عظیم به نام ابرنواختر همراه است و لایه‌های بیرونی ستاره را پرتاب می‌کند.
اما به‌نظر می‌رسد که وضعیت سیاهچاله‌ی VFTS 243 متفاوت است و هیچ اثر قابل تشخیصی از یک ابرنواختر همراه با فروپاشی ستاره وجود ندارد.
شنار افزود: «به‌نظر می‌رسد ستاره‌ای که سیاهچاله را در منظومه‌ی VFTS 243 تشکیل داده، کاملا رُمبیده (به درون فروریخته) است و هیچ نشانه‌ای از انفجار قبلی وجود ندارد. شواهدی از این سناریوی فروپاشی مستقیم به‌تازگی در حال شناسایی است، اما مطالعه‌ی ما مسلما یکی از مستقیم‌ترین نشانه‌ها در این زمینه است.»
سحابی ستاره‌زای رتیل (Tarantula) که این سیاهچاله در آن کشف شده است.
Credit: ESO, ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/Wong et al., ESO/M.-R. Cioni/VISTA Magellanic Cloud survey. Acknowledgment: Cambridge Astronomical Survey Unit
پلیس سیاهچاله
کشف چنین سیاهچاله‌ای توسط این تیم خاص از دانشمندان، ممکن است برای جامعه‌ی نجوم شگفت‌انگیز باشد زیرا این تیم معمولا به دنبال سیاهچاله‌های احتمالی است تا وجود آن‌ها را تأیید کند. این کاوش‌ها باعث شده تا «کریم البدری» (Kareem El-Badry) از مرکز اخترفیزیک هاروارد و اسمیتسونیان به آن‌ها لقب «پلیس سیاهچاله» را بدهد.
البدری گفت: «وقتی تومر از من خواست که یافته‌هایش را دوباره بررسی کنم، تردید داشتم. اما نتوانستم توضیح قابل قبولی بیابم که این داده‌ها شامل سیاهچاله نیست.»
کشف VFTS 243 نیازمند بررسی دقیق داده‌های شش ساله‌ی جمع‌آوری‌شده توسط «تلسکوپ بسیار بزرگ» (VLT) بود که در بیابان آتاکاما در شمال شیلی قرار دارد. دانشمندان در این داده‌ها، ۱۰۰۰ ستاره‌ی پرجرم را در منطقه‌ی سحابی رتیل در ابر ماژلانی بزرگ بررسی کردند تا دریابند که کدام یک می‌تواند یک همراه سیاهچاله‌ای خفته داشته باشد.
تیم پژوهشی طیف هر ستاره را در طول موج‌های گوناگون تجزیه‌وتحلیل کرد و بدین ترتیب در داده‌های VFTS 243، نقاط عجیبی را در مدار ستاره تشخیص داد که می‌تواند توسط یک همدم فشرده اما عظیم ایجاد شده باشد.»
با وجود قطعیت بالای این کشف اما البدری تأکید کرد که «من از دیگران در این زمینه انتظار دارم که تحلیل ما را با دقت بررسی کنند و سعی کنند مدل‌های جایگزین را برای آن پیشنهاد دهند.»
عکس کاور: طرحی گرافیکی از یک سیاهچاله و یک ستاره‌ی آبی داغ در منظومه‌ای دوتایی
Credit: ESO/L. Calçada
منبع: Space
