بر اساس اندازهگیریهای جدید، کهکشان SDSS J1148+1930 میزبان غولی کیهانی به جرم حدود ۳۶.۳ میلیارد برابر خورشید ماست؛ جرمی که آن را در آستانهی حد بالای عملی جرم سیاهچالهها قرار میدهد. برای مقایسه، سیاهچالهی مرکزی راه شیری تنها ۴.۳ میلیون برابر جرم خورشید است.
این سیاهچالهی تازه کشفشده حتی در دستهی «ابرپرجرم»ها هم نمیگنجد و باید آن را یک سیاهچالهی فوقپرجرم (ultramassive) نامید.
توماس کالت، اخترفیزیکدان دانشگاه پورتسموث بریتانیا، میگوید:
«این سیاهچاله در میان ۱۰ سیاهچالهی پرجرم تاریخ کشفیات ما قرار دارد و شاید حتی پرجرمترین آنها باشد. بیشتر اندازهگیریهای جرم سیاهچالهها غیرمستقیم و همراه با عدم قطعیت بالا هستند، اما روش تازهی ما اطمینان بیشتری نسبت به جرم این سیاهچاله فراهم کرده است.»
سیاهچالههای ابرپرجرم، با جرمی بیش از یک میلیون جرم خورشیدی، بهطور معمول در مرکز هر کهکشان بزرگ پنهاناند و همچون هستهی گرانشی، همهچیز در کهکشان به گرد آنها میچرخد.
از نظر نظری، هیچ سقف مشخصی برای جرم سیاهچاله وجود ندارد، اما با توجه به محدودیتهای عملی مانند نرخ رشد، برآورد میشود که بیشینه جرم ممکن در طول ۱۳.۸ میلیارد سال عمر جهان، حدود ۵۰ میلیارد جرم خورشیدی باشد.
برای آزمودن این حد بالایی، باید چنین سیاهچالههایی را پیدا کنیم. یکی از شگفتانگیزترین نمونهها در آسمان زمین، پدیدهای به نام نعل اسبی کیهانی (Cosmic Horseshoe) است: هالهای نعلاسبیشکل از نور که دور یک لکهی درخشان مرکزی حلقه زده؛ حاصل یک همترازی نادر کیهانی به نام همگرایی گرانشی.
در این پدیده، لکهی مرکزی یک کهکشان بسیار پرجرم است که میدان گرانشی آن نور کهکشان دورتر را خم کرده و بزرگنمایی میکند و باعث ایجاد هالهی نعلاسبی میشود.
(ناسا، آژانس فضایی اروپا و ال. کالسادا)
هرچند همگرایی گرانشی معمولاً برای مطالعهی کهکشانهای دوردست به کار میرود، در این مورد، تیمی به سرپرستی کارلوس مِلو-کارنیرو از دانشگاه فدرال ریو گرانده دو سول در برزیل، در کهکشان پیشزمینه، این سیاهچالهی شگفتانگیز را شناسایی کرد.
او میگوید: «این کشف مربوط به یک سیاهچالهی “خاموش” است؛ یعنی سیاهچالهای که در زمان مشاهده بهطور فعال مادهای را نمیبلعد. شناسایی آن تنها بر پایهی کشش گرانشی عظیمش و تأثیر آن بر محیط اطراف انجام شد.»
در سیستمهای عدسیشده، شدت همگرایی به قدرت میدان گرانشی و در نتیجه به جرم جرم پیشزمینه وابسته است. از آنجا که جرم سیاهچالههای ابرپرجرم متناسب با جرم کهکشانهایشان است، این روشی برای تخمین جرم سیاهچالهی مرکزی به شمار میرود. روش دیگر، استفاده از سینماتیک ستارهای است؛ یعنی بررسی حرکت ستارهها و ماده به دور مرکز کهکشان. بهعنوان مثال، همین روش برای اندازهگیری جرم سیاهچالهی مرکز راه شیری به کار رفته است.
(ناسا/آژانس فضایی اروپا/تیان لی، دانشگاه پورتسموث)
نعل اسبی کیهانی در سال ۲۰۰۷ کشف شد. مشاهدات چندین ساله از حرکتهای مرکز کهکشان پیشزمینه، همراه با تحلیل هالهی نعلاسبی، به محققان یک اندازهگیری بسیار دقیق و مطمئن از جرم این سیاهچاله داد.
هرچند سیاهچالههای پرجرمتری هم گزارش شدهاند—مثل TON-618 که زمانی ۶۶ میلیارد جرم خورشیدی برآورد میشد ولی در سال ۲۰۱۹ به حدود ۴۰ میلیارد جرم خورشیدی تصحیح شد—اما اندازهگیری جرم SDSS J1148+1930 اطمینان بالاتری دارد.
آنچه این کهکشان را جذابتر میکند، این است که یک کهکشان فسیلی است؛ جرمی عظیم که زمانی خوشهای از کهکشانها بوده و به مرور زمان، همهی آن کهکشانها (هر یک با سیاهچالهی ابرپرجرم خود) با هم ادغام شدهاند و سیاهچالههایشان نیز در نهایت در هم آمیخته و این سیاهچالهی ۳۶ میلیارد جرمی را ساختهاند.
به گفتهی کالت: «در نعل اسبی کیهانی، ما شاهد مرحلهی پایانی شکلگیری کهکشانها و پایان فرایند رشد سیاهچالهها هستیم.»
