منشأ عجیب چاله موجود در راه شیری چیست؟

جسم ناشناخته‌ای در زنجیره‌ی ستاره‌ای GD-1 حفره‌ی بزرگی ایجاد کرده‌ که فیزیک‌دانان هنوز نمی‌دانند این جسم از چه نوع ماده‌ای درست‌ شده‌ است.

عامل نا‌شناخته‌ای در راه شیری وجود دارد که باعث ایجاد چاله‌ها‌یی در کهکشان ما می‌شود؛ اما توانایی دیدن آن را نداریم. ممکن است این عامل از ماده‌ی معمولی ساخته‌ نشده‌ باشد. تلسکوپ‌ها هنوز نتوانسته‌اند آن را ببینند؛ اما به‌نظر می‌رسد این عامل حتما باید وجود‌ داشته‌ باشد. آنا بوناکا، پژوهشگر مرکز اختر‌شناسی هاروارد اسمیتسون است. بوناکا نشانه‌ها‌یی از این عامل نا‌شناخته را کشف‌ کرده است. وی دراین‌باره گفت:

به‌نظر می‌رسد این عامل گلوله‌ای چگال از ماده‌ی خاصی باشد.

بوناکا نشانه‌ها‌یی که مشاهده کرده بود، در کنفرانس جامعه‌ی فیزیک آمریکا در دنور ارائه داد. این کنفرانس ۱۵آوریل سال جاری برگزار شده بود. چاله‌ها‌ی مشاهده‌شده به‌صورت سری و در بلند‌ترین زنجیره‌ی ستاره‌ای کهکشان به‌نام GD-1 قرار‌ دارند. زنجیره‌ها‌ی ستاره‌ای، دسته‌ای از ستاره‌ها هستند که به‌صورت خطی و پشت‌سرهم در طول کهکشان حرکت می‌کنند. معمولا این زنجیره‌ها از حباب‌ها‌ی ستاره‌ای کوچک‌تری به‌وجود می‌آیند که قبلا با کهکشان برخورد کرده‌اند. زنجیره‌ی GD-1 بقایا‌ی خوشه‌ای کروی است که سال‌ها پیش به کهکشان راه‌ شیری برخورد‌ کرده‌ و با گذشت سال‌ها به‌صورت زنجیره‌ای در طول آسمان در‌آمده‌ است.

بوناکا در سخنرانی خود گفت:

در شرایط معمولی، این زنجیره تحت‌تأثیر گرانش کهکشان، باید شبیه یک خط کشیده‌ شده‌ باشد.

اخترشناسان انتظار‌ داشتند شکافی را در محلی مشاهده کنند که ستاره‌ها‌ی خوشه‌ای کروی در دو جهت شروع به جدا‌شدن از یکدیگر کرده‌اند. بااین‌حال، بوناکا نشان‌ داد شکاف دومی نیز در این زنجیره وجود‌ دارد که لبه‌ها‌ی آن خمیده هستند. مدت زیادی نیست که این شکاف در این زنجیره به‌وجود آمده‌ و به‌نظر می‌رسد جسم بزرگی از زنجیره رد شده و به‌واسطه‌ی گرانش بسیار زیادش، ستاره‌ها را به‌دنبال خود کشیده است. ظاهرا به GD-1 با این گلوله‌ی عظیم حمله شده‌ است.

ماده تاریک

تصویری از متن سخنرانی بوناکا که نقشه‌ی باجزئیاتی از زنجیره‌ی ستاره‌ای GD-1 را نشان می‌دهد. در این نقشه، شکاف و لبه‌ها‌ی خمیده مشخص‌ هستند.

بوناکا در لایو ساینس گفت:

نمی‌توانیم این عامل را به هیچ‌کدام از اجسام نورانی مشاهده‌شده‌ی فعلی خودمان نسبت‌ دهیم. این جسم بسیار سنگین‌تر و پر‌جرم‌تر از ستاره‌ها‌ی مشاهده‌‌شده و درحدود یک‌میلیون بار سنگین‌تر از خورشید است. بنابر‌این، ستاره‌ای با این جرم وجود‌ ندارد یا مشاهده‌ نشده‌ است. می‌توانیم احتمال ستاره‌بودن آن را حذف‌ کنیم و اگر این جسم سیاه‌چاله باشد، باید هم‌جرم سیاه‌چاله‌ی فوق‌سنگین مرکز کهکشان باشد.

بوناکا گفت:

غیر‌ممکن نیست سیاه‌چاله‌ی فوق‌سنگین دیگری نیز در کهکشان ما وجود‌ داشته‌ باشد؛ ولی انتظار‌ داریم نشانه‌ها‌یی از آن را مشاهده‌ کنیم؛ نشانه‌ها‌یی مانند شراره‌ها یا تابشی از دیسک در‌حال‌رشد این سیاه‌چاله. مسئله‌ی دیگر این است که به‌نظر می‌رسد هر کهکشان، تنها یک سیاه‌چاله‌ی فوق‌سنگین در مرکز خود دارد.

ماده تاریک

بالا: شکل واقع زنجیره‌ی ستاره‌ای GD-۱. پایین: تصویر شبیه‌ساز‌ها‌ی کامپیوتری از شکلی که GD-1 باید داشته‌باشد.

به‌گفته‌ی بوناکا، با وجود اینکه جسم نورانی به این بزرگی و سنگینی تا‌به‌حال مشاهده نشده‌ است و هیچ نشانه‌ای از سیاه‌چاله‌ی فوق‌سنگین دیگری در کهکشان ما وجود‌ ندارد، تنها موضوع دیگری که می‌توان به آن فکر‌ کرد و در‌ نظر گرفت،‌ توده‌ی بزرگی از ماده‌تاریک است. این ایده بدین‌معنی نیست که این توده کاملا از ماده‌تاریک تشکیل‌ شده‌ است؛ زیرا مواد دیگری نیز می‌توانند در تشکیل ساختار آن دخیل‌ باشند.

بوناکا اضافه‌کرد:

حتی این احتمال وجود‌ دارد که این اثر ناشی از جسمی نورانی باشد که دور‌ و در محلی در کهکشان پنهان‌ شده‌ است.

روی‌هم‌رفته، به‌دلیل شکل کهکشان درست‌بودن این احتمال بعید به‌نظر می‌رسد. بوناکا دراین‌زمینه گفت:

می‌دانیم این جسم حدود ۱۰ تا ۲۰ پارسک (۳۰ تا ۶۵ سال نوری) پهنا‌ دارد؛ چیزی حدود پهنا‌ی خوشه‌ی ستاره‌ای کروی است.

ماده تاریک

بالا: شکل واقعی زنجیره‌ی ستاره‌ای GD-۱. پایین: شبیه‌سازی مدل‌ها‌ی کامپیوتری از بعد از برخورد جسم سنگین با زنجیره‌ی ستاره‌ای GD-1

حذف‌کردن احتمال جسمی نورانی به‌ این سادگی هم نیست؛ چراکه پژوهشگران نمی‌دانند سرعت این جسم هنگام برخورد با رشته‌ی ستاره‌ای چقدر بوده‌ است. بوناکا گفت:

ممکن است این جسم در حد تصور ما سنگین نباشد و تنها با سرعت بسیار زیاد به رشته برخورد‌ کرده‌ باشد یا می‌تواند بسیار آهسته حرکت‌ کند؛ اما بسیار پر‌جرم و سنگین باشد. بدون پاسخ به این پرسش،‌ نمی‌توانیم بفهمیم این جسم در‌حال‌حاضر کجا است.

با تمام این‌ها، همچنان احتمال ماده‌تاریک‌بودن این گلوله بسیار جذاب است. در‌حال‌حاضر، پژوهشگران به‌درستی نمی‌دانند ماده‌تاریک چیست. به‌نظر می‌رسد جهان ما از موادی تشکیل‌ شده‌ که با نور بر‌هم‌کنش می‌کنند. همه‌ی آنچه می‌توانیم ببینیم، فقط بخش کوچکی از جهان بیرون است. کهکشان‌ها منسجم می‌مانند؛ انگار که ماده‌ی بسیار سنگینی در آن‌ها وجود‌ دارد و خوشه‌ها در مرکز خود گرانش بسیار بزرگی دارند. بنابر‌این، بیشتر فیزیک‌دانان دلیل وجود این گرانش بسیار شدید را ماده‌ای می‌دانند که برای ما نامرئی است. ایده‌ها‌ی بسیار زیادی درباره‌ی چیستی این ماده وجود‌ دارد؛ اما هیچ‌کدام از تلاش‌ها برای مشاهده‌ی مستقیم این ماده از روی زمین نتیجه‌ای نداشته‌ است.

گلوله‌ی سنگینی که از کهکشان راه شیری ما گذشته‌ است، نشانه‌ی دیگری مبنی‌بر واقعی‌بودن ماده‌تاریک به فیزیک‌دانان می‌دهد. علاوه‌بر‌این، همان‌گونه که بیشتر تئوری‌ها پیش‌بینی می‌کنند که ماده‌تاریک باید فشرده باشد، این حادثه می‌تواند نظریه‌ها را تأیید‌ کند. اگر واقعا ماده‌تاریک به‌صورت فشرده و دسته‌ای وجود‌ داشته‌ باشد، باید در تکه‌ها‌ی جدا‌گانه در سراسر کهکشان توزیع‌ شده‌ باشد؛ دقیقا شبیه به طرز توزیع ماده‌ی مشاهده‌پذیر در ستاره‌ها و سیاره‌ها و سحابی‌ها که به‌صورت کروی و اشکال دیگر در کهکشان توزیع شده‌اند. بعضی از تئوری‌ها‌ی فرعی که پیشنهاد می‌کنند ماده‌‌تاریک اصلا وجود‌ ندارد، هیچ‌گونه ماده‌ی فشرده و توزیع دسته‌ای از ماده‌تاریک را در نظر نمی‌گیرند. بعضی از این نظریه‌ها پیشنهاد می‌کنند که ماده‌تاریک به‌آرامی از کهکشان‌ها عبور می‌کند.

تا‌کنون کشفیات بوناکا بسیار ناب هستند و مانند آن تا‌کنون دیده نشده و در هیچ نشریه‌ای نیز منتشر‌ نشده‌ است. با‌این‌حال، اظهارات بوناکا در یکی از کنفرانس‌های معتبر با استقبال و تحسین فیزیک‌دانان رو‌به‌رو‌ شد. برای ادامه‌ی کار و متوقف‌نکردن آن، بوناکا به داده‌ها‌ی تلسکوپ پروژه‌ی گایا رجوع‌ کرد. پروژه‌ی گایا که به آژانس فضایی اروپا تعلق دارد، حرکت میلیارد‌ها ستاره در سراسر کهکشان را زیر‌نظر‌ دارد و نقشه‌ی آن را تهیه می‌کند. به‌نظر می‌رسد این تلسکوپ بهترین نقشه‌ی موجود از حرکت ستاره‌ها را تهیه کرده باشد که بخشی از زنجیره‌ی GD-1 نیز در این نقشه وجود‌ دارد.

بوناکا داده‌ها‌ی تلسکوپ گایا را با داده‌ها‌ی تلسکوپ چندآینه‌ای آریزونا تأیید‌ کرد. داده‌ها‌ی تلسکوپ آریزونا نشان می‌دهند کدام ستاره‌ها در‌حال‌حرکت به‌سمت زمین و کدام ستاره‌ها در‌حال‌دور‌شدن از آن هستند. این کار به ایجاد تمایز میان ستاره‌ها‌یی کمک کرد که با زنجیره‌ی GD-1 در‌حال‌حرکت‌ و ستاره‌ها‌یی که در آسمان زمین ثابت‌ هستند. این تلاش‌ها یکی از دقیق‌ترین تصویر‌ها را از GD-1 به‌دست‌ داد که در آن، یک شکاف دیگر و یک زائده و قسمت قبلا دیده‌نشده‌ی زنجیره‌ی ستاره‌ای به‌چشم می‌خورد. بوناکا گفت در این راه قصد‌ دارد پروژه‌ها‌ی دیگری برای پیدا‌کردن نواحی موردحمله قرار‌گرفته‌ی دیگر پیگیری‌ کند. بنابر اعلام او، هدف نهایی از این کار، پیدا‌کردن تکه‌ها‌ی ماده‌تاریک در سراسر کهکشان است.

از سراسر وب

  دیدگاه
کاراکتر باقی مانده

بیشتر بخوانید