سیاهچالههای پنهان؛ هیولاهای سیریناپذیر کیهان بسیار بیشتر از حد تصور هستند
تعداد سیاهچالههای غولپیکری که بهشدت از مواد اطراف خود تغذیه میکنند بسیار بیشتر از تصورات پیشین است. این نتیجهگیری، حاصل تلاش گروهی از دانشمندان است که معتقدند اخترشناسها احتمالا بین ۳۰ الی ۵۰ درصد از سیاهچالههای کلانجرم با جرم معادل میلیونها یا حتی میلیاردها خورشید را از قلم انداختهاند.
بااینحال نگران نباشید، سیاهچالههای کلانجرم از نظر پنهان نمیمانند و پژوهشگرها تضمین میکنند وجودشان را متوجه خواهیم شد. به نظر میرسد این هیولاهای غولپیکر، پشت پردههای عظیم گاز و غبار کهکشانی که به تغذیهشان کمک میکنند، کمین کردهاند. پیتر بورمن رهبر پژوهش و پژوهشگر مؤسسهی فناوری کالیفرنیا در پاسادنا در دویست و چهل و پنجمین نشست انجمن نجوم آمریکا گفت:
مقیاس نسبی یک سیاهچالهی کلانجرم نسبت به کهکشان میزبانش مانند مقایسهی نخود با زمین است؛ اما با وجود این تفاوت اندازهی بسیار بزرگ، سیاهچالهی کلانجرم در حال برافزایش، پتانسیل ایجاد ویرانی یا تأثیر مثبت بر کهکشان میزبان خود را دارد.
علت تاثیرگذاری چشمگیر سیاهچالهها این است که وقتی آنها بیشازحد تغذیه میکنند، میتوانند فوارههای مواد را از محیط اطرافشان با سرعتی در حدود ۳۳ درصد سرعت نور منتشر کنند. این فوارههای اخترفیزیکی میتوانند گاز و غبار مورد نیاز کهکشانهای میزبان برای شکلگیری ستارهها را از دسترس خارج کنند.
بنابراین سیاهچالهای در حال فوران میتواند شکلگیری ستارهها را در کهکشان اطراف آهسته کند یا حتی از بین ببرد. بورمن میافزاید: «این یافته پیامد مهمی برای درک ما از تکامل کهکشانها دارد. اغلب اوقات یک جزء این تصویر نادیده گرفته میشود: پوشاندن.»
پوشاندن یا تاریکسازی عبارت است از پنهانکردن سیاهچالههای کلانجرم در حال تغذیه یا برافزایش در سایر مناطق روشن به نام هستههای کهکشانی فعال (AGN) توسط همان صفحات گاز و غباری که سیاهچاله از آنها تغذیه میکند.
سیاهچالهها پشت دونات پنهان میشوند
بورمن توضیح میدهد که تغذیه و رشد سیاهچالههای کلانجرم بدون وجود نوعی مخزن مواد در اطراف آنها امکانپذیر نیست. او میگوید:
باور بر این است که مادهی اطراف سیاهچاله میتواند به شکل یک دونات در بیاید. بسته به جهتگیری آن ماده به سمت خط دید خود ما یا مرکز مواد، شاهد قرص برافزایشی بسیار روشن یا تاریکی شدید خواهیم بود. پیشازاین، پژوهشها نشان داده بود که این تاریکی میتواند ۱۵ درصد از سیاهچالههای کلانجرم تغذیهکننده را از دید ما پنهان کند.
بورمن و همکارانش ایدهی خود را با دادههای فروسرخ فضاپیمای آرایه تلسکوپ طیفسنج هستهای ناسا (NuSTAR) به عنوان بخشی از پروژهای به نام NuLANDS (بررسی توزیع محلی NuSTAR AGN NH) آزمایش کردند.
نتیجه، تجسم نور فروسرخی بود که از ابرهای اطراف سیاهچالههای کلانجرم سرچشمه میگرفت. به این ترتیب پژوهشگرها میتوانستند به اولین سرشماری پالایششده از سیاهچالههایی که با مصرف مواد اطرافشان رشد میکنند، برسند. پوشاک گاندی، عضو گروه پژوهشگران دانشگاه ساوتهمپتون در بیانیهای گفت:
اگرچه سیاهچالهها تاریک هستند، گازهای اطرافشان گرم میشوند و به شدت میدرخشند و میتوانند این اجرام را به یکی از درخشانترین جرمهای جهان تبدیل کنند. حتی وقتی آنها پنهان باشند، گرد و غبار اطراف، این نور را بهعنوان تابش فروسرخ جذب و بازنشر میکند و بدین ترتیب حضور سیاهچالههایشان را آشکار میکند. ما دریافتهایم که بسیاری از سیاهچالهها از دید پنهان هستند و با قرارگیری در پشت گاز و غبار، برای تلسکوپهای معمولی نامرئی شدهاند.
- بزرگترین فواره سیاهچالهای جهان ۱۴۰ برابر بزرگتر از راه شیری است10 مهر 03مطالعه '5
- تماشا کنید: سفر به قلب سیاهچاله با شبیهسازی حماسی ناسا23 اردیبهشت 03مطالعه '3
یافتن سیاهچالههای مخفی تغذیهکننده میتواند به توضیح چگونگی رشد آنها به چنین اندازههای فوقالعاده عظیمی کمک کند. همچنین میتواند تصویر بهتری را از چگونگی تکامل کهکشانها ترسیم کند. گاندی میگوید:
اگر سیاهچالهها را نداشتیم، کهکشانها میتوانستند بسیار بزرگتر باشند. اگر در کهکشان راه شیری خود یک سیاهچالهی کلانجرم نداشتیم ممکن بود تعداد بیشتری ستاره در آسمان وجود داشته باشد. این فقط یک نمونه است که نشان میدهد چگونه سیاهچالهها میتوانند بر تکامل کهکشان تأثیر بگذارند.
بورمن توضیح میدهد که اگر بتوانیم محتوای تغذیهی سیاهچالههای کلانجرم جهان را ببینیم، دیدگاهمان نسبت به جهان متفاوت خواهد شد. او میگوید: «اگر چشمان ما قادر به تشخیص پرتو ایکس بود، آسمان را پر از نقطه میدیدیم. هر یک از این نقطهها یک سیاهچالهی کلانجرم برافزایشی هستند.»
یافتههای پژوهشگران ۳۰ دسامبر در نشریه اخترفیزیکی منتشر شد.