کشف سیاه‌چاله فوق‌العاده بزرگ که به‌طور معماگونه‌ای به پهلو افتاده است

در مرکز کهکشان NGC 5084، که حدود ۸۰ میلیون سال نوری از ما فاصله دارد، سیاه‌چاله فوق‌العاده بزرگی که کل کهکشان حول آن می‌چرخد، کشف شده است که به‌طور معماگونه‌ای به پهلو افتاده است، به‌طوری که محور چرخش آن موازی با صفحه کهکشانی قرار دارد.

این شبیه به اورانوس در دنیای سیاه‌چاله‌ها است و ستاره‌شناسان هنوز نمی‌دانند چگونه چنین وضعیتی برای آن پیش آمده است، به‌ویژه که شواهد نشان می‌دهند این چیدمان همیشه به این شکل نبوده است.

این کشف یک نمونه شگفت‌انگیز از کارهای تحقیقاتی فیزیک نجومی است که بر اساس مشاهدات آرشیوی مربوط به سه دهه پیش انجام شده است و نشان می‌دهد چگونه داده‌های حفظ‌شده می‌توانند برای بازسازی تاریخچه یک کهکشان و دیدن وقایع گذشته فراتر از آنچه که قادر به مشاهده آن هستیم، مورد استفاده قرار گیرند.

کهکشان NGC 5084 از قرن‌ها پیش شناخته شده است. این کهکشان نخستین بار توسط ویلیام هرشل در سال ۱۱۱۶ هجری شمسی در فهرست قرار گرفت و از آن زمان به‌خوبی مورد مطالعه قرار گرفته است. این کهکشان به‌عنوان یک کهکشان لنیتیکولار شناخته می‌شود؛ که به‌نوعی بین یک کهکشان مارپیچی (مثل کهکشان راه شیری) و یک کهکشان بیضی‌شکل قرار دارد. کهکشان NGC 5084 یک دیسک دارد، اما بازوهای مارپیچی بزرگی که قابل تشخیص باشد، ندارد.

این کهکشان همچنین بسیار بزرگ است، بیش از ۲۰۰,۰۰۰ سال نوری عرض دارد و جرم آن حدود ۱.۳ تریلیون برابر جرم خورشید است. این یکی از بزرگ‌ترین کهکشان‌های لنیتیکولاری است که تاکنون اندازه‌گیری کرده‌ایم.

اما اطلاعات زیادی در مورد سیاه‌چاله فوق‌العاده بزرگ در مرکز کهکشان نداریم. NGC 5084 به‌صورت لبه‌به‌لبه برای ما قابل مشاهده است که مشاهده مرکز کهکشان را دشوار می‌سازد و خود مرکز نیز روشن و غبارآلود است. تیمی از دانشمندان به رهبری آلیخاندرو بورلاف از مرکز تحقیقات ناسا، با استفاده از مشاهدات آرشیوی، دریافتند که می‌توانند اطلاعات بیشتری در مورد هسته کهکشان به‌دست آورند.

دانشمندان در حال آزمایش تکنیک‌های جدید تجزیه‌وتحلیل تصویر بر روی داده‌های رصدی از تلسکوپ اشعه ایکس چاندرا ناسا بودند که متوجه چیزی بسیار عجیب شدند: چهار دنباله طولانی از پلاسماهای تابش‌دهنده اشعه ایکس که از مرکز کهکشان به‌صورت یک “X” کشیده شده بودند.

این دنباله‌ها نشانه‌ای از فعالیت‌های گذشته مرکز کهکشان هستند. وقتی یک سیاه‌چاله مواد را از فضای اطراف خود می‌بلعد، همه‌ی مواد به‌طور همیشگی از افق رویداد عبور نمی‌کنند. دانشمندان معتقدند که برخی از این مواد در امتداد خطوط میدان مغناطیسی بیرون از سیاه‌چاله به قطب‌های آن هدایت می‌شوند و از آنجا به‌صورت جت‌های پلاسما به فضا پرتاب می‌شوند.

دو دنباله‌ای که محققان پیدا کردند، در بالای و پایین صفحه کهکشانی گسترش یافته بودند، همانطور که انتظار می‌رود اگر صفحه استوایی سیاه‌چاله با آن هم‌راستا باشد. اما دو دنباله دیگر در دیسک کهکشانی جاسازی شده بودند که نشان می‌دهد سیاه‌چاله فوق‌العاده بزرگ ابتدا در موقعیت عادی قرار داشته است و سپس به‌طور معماگونه‌ای به پهلو افتاده است، گویی که از وضعیت معمول خود خسته شده و تصمیم گرفته تغییراتی ایجاد کند.

تیم گیج‌شده به آرشیوها بازگشت و مشاهدات بیشتری از چاندرا و همچنین مشاهدات نوری آرشیوی از تلسکوپ فضایی هابل، تلسکوپ رادیویی آتاکاما و تلسکوپ رادیویی آرایه بزرگ بسیار توسعه‌یافته انجام دادند. آن‌ها همچنین مشاهدات جدیدی از رصدخانه آپاچی پوینت سفارش دادند.

آلیخاندرو بورلاف می‌گوید: “این مثل دیدن صحنه یک جرم با انواع مختلف نور بود.” “ترکیب تمام تصاویر نشان داد که NGC 5084 در گذشته‌ای نه چندان دور تغییرات زیادی کرده است.”

مشاهدات جدید تأیید کردند که جت‌ها وجود دارند و منبع آن‌ها را آشکار کردند. در مرکز کهکشان، محققان یک نوار غبار پیدا کردند که ویژگی دیسک ماده‌ای است که در اطراف منطقه استوایی یک سیاه‌چاله فوق‌العاده بزرگ می‌چرخد، همانطور که از طرف مشاهده می‌شود. اما این نوار هم نامنظم بود: به جای هم‌راستا بودن با صفحه کهکشانی، عمود بر آن بود و این نشان می‌دهد که سیاه‌چاله واقعاً در زمان مشاهده به‌طور معماگونه‌ای به پهلو افتاده است.

این نشان‌دهنده یک رویداد جالب در تاریخ کهکشان است که ممکن است باعث ورود مواد به مرکز کهکشان شده باشد، مثل ادغام با کهکشانی دیگر که سیاه‌چاله فوق‌العاده بزرگ خود را دارد و منجر به برخورد و ادغام این دو سیاه‌چاله فوق‌العاده بزرگ شده است.

ما هنوز نمی‌دانیم که آیا این فرضیه درست است یا خیر. اما برای نخستین بار، محققان متوجه شده‌اند که جرم سیاه‌چاله ۴۵.۷ میلیون برابر جرم خورشید است. برای تعیین دقیق‌تر رویدادی که آن را به پهلو انداخته، به تحقیقات بیشتری نیاز است.

فقط شگفت‌انگیز است که پس از قرن‌ها نگاه به این کهکشان، این اولین باری است که متوجه چنین اتفاقاتی در داخل NGC 5084 شده‌ایم.

پاملا مارکوم، فیزیکدان نجومی از مرکز تحقیقات ناسا می‌گوید: “تشخیص دو جفت دنباله اشعه ایکس در یک کهکشان استثنائی است. ترکیب ساختار غیرعادی آن‌ها به شکل متقاطع و دیسک غبارآلود ‘به پهلو افتاده’، بینش‌های منحصر به‌فردی به تاریخچه این کهکشان به ما می‌دهد.”