کهکشان کوتوله نزدیک Segue 1 به دلیل جرمش به طرز فوقالعادهای کمنور است، که تقریباً از زمان کشفش اخترشناسان را متحیر کرده است. یک مقاله جدید پیشنهاد میکند که این میتواند به این دلیل باشد که میزبان یک سیاهچاله فوقسنگین است که به طرز مسخرهای بزرگ است، نسبت به جمعیت ستارگان Segue 1. آنها محاسبه کردهاند که یک سیاهچاله با جرم حدود ۴۵۰،۰۰۰ برابر جرم خورشید، بهترین تطابق را با مشاهدات ارائه میدهد.
کهکشان راه شیری توسط بسیاری از کهکشانهای ماهوارهای بسیار کوچکتر احاطه شده است. اگرچه این کهکشانها در نزدیکی ما هستند، حداقل با استانداردهای کهکشانها، تنها دو کهکشانی که میتوانیم با چشم غیرمسلح ببینیم، ابرهای ماژلانی هستند. بخشهای روشن کهکشان خودمان برخی را پنهان میکنند، اما بیشتر آنها بسیار کوچک و کمنور هستند.
Segue 1 در میان این مجموعه غیرمعمول است. با تنها ۱۰۰۰ ستاره، که اکثر آنها جرم بسیار کمی دارند، به راحتی میتوان این سوال را مطرح کرد که آیا اصلاً شایسته است که یک کهکشان، حتی یک کوتوله، نامیده شود یا خیر. به هر حال، خوشههای باز زیادی در کهکشان راه شیری و خوشههای کروی در اطراف آن با تعداد بسیار بیشتری ستاره وجود دارد.
از سوی دیگر، با توجه به سرعت و فاصله ستارگانش، برای جلوگیری از فروپاشی، باید چیزی حدود یک میلیون جرم خورشیدی داشته باشد. از آنجایی که نشانههای زیادی از قدمت فوقالعاده زیاد آن وجود دارد، این نشان میدهد که جرم زیادی دارد که ما نمیتوانیم ببینیم، در واقع، بالاترین جرم تخمینی را نسبت به نوری که از هر کهکشان شناخته شدهای ساطع میکند، دارد.
از زمان شناسایی جرم بالای Segue 1، فرض بر این بوده است که این کهکشان به طور فوقالعادهای غنی از ماده تاریک است، اگرچه دلیل اینکه چرا این مقدار ماده مرموز در یک مکان با مقدار کمی ماده معمولی جمع میشوند، مشخص نیست.
با این حال، گروهی از دانشجویان تحصیلات تکمیلی که در کلاسی به تدریس پروفسور کارل گبهارت و دکتر ریچارد آنانانتوا از دانشگاه تگزاس در آستین و سن آنتونیو شرکت میکردند، یک احتمال جایگزین را در نظر گرفتند. آنها بررسی کردند که یک سیاهچاله چقدر باید عظیم باشد تا مانع از ترکیدن ستارگان Segue 1 شود.
دانشجویان نه تنها به این نتیجه رسیدند که یک سیاهچاله میتواند این کار را انجام دهد، بلکه اگر حدود ۴۵۰،۰۰۰ جرم خورشیدی باشد، توضیح میدهد که چرا ستارهها در مرکز Segue 1 به سرعت حرکت میکنند اما در حومه آن به آرامی.
اگرچه ۴۵۰،۰۰۰ جرم خورشیدی برای سیاهچالههای ابرپرجرم در مرکز کهکشانهای بزرگ، کهکشان راه شیری حدود نه برابر بزرگتر است – کم است، اما برای چنین مجموعه کوچکی از ستارهها بسیار عظیم خواهد بود. ما نمیدانیم چرا چیزی به این بزرگی باید تقریباً به تنهایی در فضا و در فاصله ۷۵،۰۰۰ سال نوری از ما شناور باشد.
ناتانیل لوجان، نویسنده اول، در بیانیهای گفت: “کار ما ممکن است مدلسازی کهکشانهای کوتوله یا خوشههای ستارهای را متحول کند تا سیاهچالههای ابرپرجرم را به جای هالههای ماده تاریک در نظر بگیرد.”
گبهارت گفت: “ما این دوره را برای تقویت همکاری بین دو دانشگاه خود طراحی کردیم.” «در ابتدا، این پروژه برای مدلسازی دینامیک گرانشی درون Segue 1 بود. اینکه منجر به کشفی مهم شد، گواهی واقعی بر استعداد این دانشجویان و سختکوشی و عزم راسخ آنهاست.»
شواهدی وجود دارد که Segue 1، به عنوان یکی از نزدیکترین کهکشانهای کوتوله ماهوارهای، توسط گرانش بسیار بزرگتر کهکشان راه شیری در حال از بین رفتن است و ستارهها و گاز را از لبههای بیرونی خود از دست میدهد. نویسندگان فکر میکنند که ممکن است زمانی به طور قابل توجهی بزرگتر بوده باشد و حتی این سیاهچاله عظیم نیز نتوانسته است بیشتر کهکشان اصلی خود را در برابر نفوذ راه شیری حفظ کند.
کهکشانهایی با سیاهچالههای بزرگ و تعداد شگفتآوری ستاره کم، در جهان اولیه، میلیاردها سال نوری دورتر، مشاهده شدهاند. آنها به عنوان نقاط قرمز کوچک شناخته میشوند و فقط به این دلیل مشاهده میشوند که سیاهچاله در هسته به طور فعال تغذیه میکند و یک دیسک برافزایشی روشن ایجاد میکند. نویسندگان این احتمال را مطرح میکنند که Segue 1 یک نقطه قرمز کوچک است که ۱۰۰۰۰۰ برابر نزدیکتر است، اما آنقدر کمنور است که فقط در این قرن کشف شده است، زیرا سیاهچاله دیسک برافزایشی ندارد.
نسبت ستاره به جرم تنها نکته عجیب در مورد Segue 1 نیست. یک دهه پیش، مشخص شد که این کهکشان به طور متناسب فلز کمتری (عناصر سنگینتر از هلیوم) نسبت به هر کهکشان دیگری که در آن زمان شناخته شده بود، دارد. این به عنوان نشانهای از توقف تکامل آن تقریباً ۱۳ میلیارد سال پیش و منجمد شدن آن در حالت یک کهکشان از جهان بسیار اولیه در نظر گرفته شده است.
با این حال، Segue 1 در مورد اینکه یک یادگار است، همراهانی دارد. سایر کهکشانهای کوتولهای که به دور کهکشان راه شیری میچرخند و همین کمبود فلزات را نشان میدهند عبارتند از Bootes I، Tucana II و Ursa Major I. اگرچه این کهکشانها به طور مشابه کمنور هستند، اما جرم بسیار کمتری نسبت به Segue 1 دارند و بنابراین توضیح آنها آسانتر است.
