سیاهچالهها استادان پنهانکاری در کیهان هستند. از آنجا که نور نمیتواند از چنگال گرانش آنها فرار کند، شناسایی این اجرام آسمانی در فضای بیکران بسیار دشوار است، مگر اینکه در حال بلعیدن مادهای در محیط اطراف خود باشند. همین ویژگی باعث شده است که دانشمندان همواره در مورد تعداد دقیق سیاهچالههای ستارهوار در کهکشان ما با ابهام روبرو باشند.
به تازگی گروهی از اخترشناسان با شبیهسازی دقیق کهکشان راه شیری، موفق شدند «دنیای زیرزمینی کهکشانی» را ترسیم کنند. بر اساس این مدلسازی جدید، تخمین زده میشود که حدود ۱۷۰ میلیون سیاهچاله ستارهوار در سراسر کهکشان ما پراکنده شده باشند. یافتههای این پژوهش که هماکنون برای بررسی علمی در دسترس است، به صورت پیشنویس در وبسایت سایت پیشچاپ arXiv منتشر شده است.
سیاهچالهها در واقع بقایای ستارگان عظیم هستند که پس از پایان سوخت هستهای خود، ناپایدار شده و در یک انفجار مهیب فرو میپاشند. در این فرآیند، هسته ستاره به قدری فشرده میشود که به یک سیاهچاله تبدیل میگردد. تیم تحقیقاتی به سرپرستی تام واگ از موسسه فلاتیرون، با بازسازی ۱۳.۶ میلیارد سال تاریخچه کهکشان، توانستند الگوهای شکلگیری و مرگ ستارگان را شبیهسازی کنند.
این شبیهسازیها نشان میدهد که در طول عمر راه شیری، حدود ۱۷۰ میلیون ستاره از رشته اصلی خارج شده و به سیاهچاله تبدیل شدهاند. اگرچه این عدد بزرگ به نظر میرسد، اما در مقیاس کهکشان ما چندان چشمگیر نیست. به گفته محققان، توزیع این سیاهچالهها به گونهای است که در فاصله خورشید تا مرکز کهکشان، به طور متوسط یک سیاهچاله در هر ۶۲۵۰ پارسک مکعب وجود دارد.
نکته جالب توجه این است که سیاهچالهها همیشه در محل تولد خود باقی نمیمانند. بسیاری از آنها هنگام تولد، بر اثر انفجارهای نامتقارن ابرنواختری، ضربهای دریافت میکنند که آنها را به سفری طولانی در کهکشان میفرستد. این «لگد تولد» باعث شده است که سیاهچالهها در دیسکی بسیار ضخیمتر از دیسک ستارهای کهکشان پراکنده شوند.
سیاهچالهها؛ بایگانی تاریخ کهکشان
شبیهسازیها نشان میدهد که سیاهچالههای سبکتر، به دلیل دریافت ضربات شدیدتر هنگام تولد، فاصله بیشتری از صفحه کهکشان میگیرند. در مقابل، سیاهچالههای سنگینتر به دلیل بازگشت ماده بیشتر به سمت هسته، ضربه کمتری دریافت کرده و در ارتفاعات پایینتری باقی میمانند.
این یافتهها راه را برای رصدهای آینده هموار میکند. اگر مشاهدات بعدی با پیشبینیهای این مدل همخوانی داشته باشد، سیاهچالهها به ابزاری کلیدی برای درک نحوه تکامل کهکشانها تبدیل خواهند شد. در واقع، موقعیت و حرکت فعلی این اجرام، ردپایی از گذشته کهکشان را در خود حفظ کرده است که میتواند به عنوان یک بایگانی ارزشمند از تاریخ راه شیری عمل کند. جزئیات کامل این پژوهش در سایت arXiv قابل مطالعه است.