این کهکشان در فاصله ۲.۵ میلیون سال نوری از زمین قرار دارد و در شبهای صاف و تاریک نیمکره شمالی با چشم غیرمسلح قابل مشاهده است. آندرومدا از نظر ساختار شباهت زیادی به راه شیری دارد و شامل صدها میلیارد ستاره و همچنین یک سیاهچاله کلانجرم در مرکز خود است. پژوهشها نشان دادهاند که آندرومدا و راه شیری بهآرامی در حال نزدیک شدن به یکدیگر هستند و انتظار میرود طی حدود ۴.۵ میلیارد سال آینده با هم ادغام شده و یک کهکشان بزرگتر را تشکیل دهند.
اعتبار تصویر: نقشهبرداری دیجیتال آسمان اسلون (Sloan Digital Sky Survey)، تلسکوپ XMM-Newton، رصدخانه پرتو ایکس چاندرا، گردآوریشده از طریق نرمافزار آلادین (Aladin).
سیاهچاله کلانجرمی که با نام M31* شناخته میشود، جرمی در حدود ۱۰۰ میلیون برابر خورشید دارد—که آن را بسیار بزرگتر از سیاهچاله مرکز کهکشان ما میسازد. با وجود این اندازه عظیم، M31* نسبتاً آرام به نظر میرسد و تنها گاهبهگاه نشانههایی از فعالیت نشان میدهد. این سیاهچاله در میان خوشهای متراکم از ستارگان قرار گرفته که محیطی پیچیده برای مطالعه فراهم میکند. از آنجا که M31* یکی از نزدیکترین سیاهچالههای کلانجرم به زمین است، فرصت فوقالعادهای برای بررسی ماهیت هسته کهکشانها و نیروهای شکلدهنده آنها فراهم میکند.
استفن دیکربی از دانشگاه ایالتی میشیگان گفت. «هر کهکشان بزرگی یک سیاهچاله کلانجرم دارد، اما ماهیت دقیق رابطه میان این دو هنوز رازآلود است. وقتی دادهها را تحلیل میکردم، احساس عجیبی به من دست داد، چون متوجه شدم که دارم خاموش و روشن شدن پرتوهای ایکس ناشی از یک سیاهچاله کلانجرم را میبینم.»
یکی از این پژوهشها درباره M31* توسط استفن دیکربی انجام شده است. او یکی از اعضای رصدخانه نوترینوی آیسکیوب و پژوهشگر فیزیک و اخترشناسی در دانشکده علوم طبیعی دانشگاه ایالتی میشیگان است. تیم او با تحلیل دادههای ۱۵ ساله رصدخانه پرتو ایکس چاندرا، انتشار پرتوهای ایکس از M31* را مورد بررسی قرار داد. یافتههای آنها که بهتازگی در نشریه علمی The Astrophysical Journal منتشر شده، به ارتباط میان کهکشانها و سیاهچالههای مرکزیشان میپردازد؛ ارتباطی که کلید درک فرگشت کیهان محسوب میشود.
این مطالعه با شناسایی نوترینوهایی آغاز شد که منشأ آنها به M31* بازمیگشت. در همین حال، تابشهای پرتو ایکس نیز به همین سیاهچاله کلانجرم اشاره داشتند. آنها دریافتند که از زمان فوران پرتو ایکس شدیدی در سال۱۳۸۴و فورانی دیگر در سال ۲۰۱۳، M31* در وضعیت فعالیت افزایشیافته قرار داشته است. این الگو با یافتههای آیسکیوب همخوانی دارد که پیوند میان فورانهای پرتو ایکس و انتشار نوترینو را در دیگر کهکشانها نیز نشان داده است؛ و این احتمال را مطرح میکند که چنین رویدادهایی بازههای مهمی برای تولید نوترینو در طول عمر یک سیاهچاله کلانجرم هستند. برای تعیین دقیق موقعیت M31*، تیم پژوهشی از دادههای با وضوح بالای چاندرا استفاده کرد تا میان چهار منبع پرتو ایکس نزدیک به هم—یعنی S1، SSS، N1، و P2—تمایز قائل شوند و در نهایت P2 را بهعنوان محل سیاهچاله شناسایی کردند.
این پژوهش با توانمندیهای بینظیر تلسکوپ چاندرا ممکن شد، اما با وجود عملکرد مناسب این تلسکوپ، خطر قطع بودجه آن وجود دارد. در حالی که جایگزین پیشنهادی آن، یعنی تلسکوپ AXIS، تا دهه ۱۴۰۹ هجری شمسی عملیاتی نخواهد شد. دیکربی بر اهمیت حفظ چاندرا برای ادامه مشاهدات با وضوح بالا و پر کردن فاصله تا ورود فناوریهای جدید تأکید کرد. او امیدوار است این مطالعه الهامبخش پژوهشهای بیشتر درباره M31* باشد و دیگر پژوهشگران نیز فعالیت آن را پیگیری کنند تا رفتار سیاهچالههای کلانجرم بهتر درک شود.
