پس از انجام پژوهشهای گسترده و بررسی دادههای نجومی، اخترشناسان موفق شدهاند نشانههایی از وجود یک تپاختر یا پولسار را در مرکز کهکشان راه شیری و در نزدیکی سیاهچاله عظیم Sagittarius A* شناسایی کنند. این کشف بالقوه میتواند یکی از مهمترین یافتههای سالهای اخیر در حوزه اخترفیزیک باشد، زیرا مرکز کهکشان ما یکی از پیچیدهترین و اسرارآمیزترین مناطق شناختهشده در جهان محسوب میشود. اگر وجود این جرم آسمانی در آینده بهطور قطعی تأیید شود، دانشمندان ابزار جدید و بسیار ارزشمندی برای مطالعه محیطهای گرانشی شدید و درک بهتر ساختار جهان در اختیار خواهند داشت. به همین دلیل، این کشف توجه بسیاری از پژوهشگران را در سراسر جهان به خود جلب کرده است.
اگرچه دانشمندان دهههاست که کهکشان راه شیری را مطالعه میکنند، اما بخش مرکزی این کهکشان همچنان رازهای فراوانی را در خود پنهان کرده است. تراکم بسیار بالای ستارگان، ابرهای عظیم گاز و غبار و همچنین حضور سیاهچالهای فوقالعاده پرجرم باعث شده است که رصد این منطقه با دشواریهای زیادی همراه باشد. در سال ۲۰۲۲، جامعه علمی موفق شد برای نخستین بار تصویری مستقیم از سیاهچاله مرکزی کهکشان راه شیری با نام Sagittarius A* منتشر کند. این دستاورد تاریخی گام بزرگی در شناخت مرکز کهکشان بود، اما اکنون به نظر میرسد که در نزدیکی همین سیاهچاله، یک تپاختر با میدان مغناطیسی بسیار قدرتمند نیز وجود داشته باشد؛ جرمی که میتواند اطلاعات بیسابقهای درباره شرایط فیزیکی این منطقه در اختیار دانشمندان قرار دهد.
برای درک اهمیت این کشف، ابتدا باید بدانیم تپاخترها یا پولسارها چه هستند. تپاخترها در واقع ستارگان نوترونی بسیار متراکمی هستند که پس از انفجار ستارگان عظیم در قالب ابرنواختر به وجود میآیند. این اجرام آسمانی با سرعتی شگفتانگیز به دور خود میچرخند و در عین حال میدانهای مغناطیسی فوقالعاده قدرتمندی تولید میکنند. یکی از مشهورترین نمونهها، تپاختر PSR J1748-2446ad است که در فاصله حدود ۱۸ هزار سال نوری از زمین قرار دارد و در هر ثانیه ۷۱۶ بار به دور محور خود میچرخد. این سرعت آن را به سریعترین تپاختر شناختهشده جهان تبدیل کرده است. چنین سرعتهایی بهقدری زیاد هستند که تصور آنها برای ذهن انسان دشوار است.
ویژگی شگفتانگیز دیگر تپاخترها چگالی فوقالعاده بالای آنهاست. جرم این اجرام معمولاً حدود دو برابر جرم خورشید است، اما تمام این جرم در کرهای با قطری حدود ۱۹ کیلومتر متمرکز شده است. به عبارت دیگر، اگر بتوان بخشی بسیار کوچک از ماده تشکیلدهنده یک ستاره نوترونی را به زمین آورد، وزن آن به میلیونها تن خواهد رسید. تپاخترها به دلیل چرخش سریع و میدان مغناطیسی قوی خود، پرتوهای الکترومغناطیسی را از قطبهایشان منتشر میکنند. هنگامی که این پرتوها در مسیر دید زمین قرار میگیرند، بهصورت پالسهای منظم مشاهده میشوند و به همین دلیل نام «پولسار» یا «تپاختر» برای آنها انتخاب شده است.
بین سالهای ۲۰۲۱ تا ۲۰۲۳، پژوهشگران برنامه علمی Breakthrough Listen که یکی از بزرگترین پروژههای جستجوی سیگنالهای رادیویی در جهان به شمار میرود، با استفاده از تلسکوپ عظیم Green Bank Telescope یا GBT تحقیقات گستردهای را در مرکز کهکشان راه شیری انجام دادند. در جریان این مطالعات، آنها موفق به شناسایی یک نامزد احتمالی برای تپاختر شدند که حدود ۱۲۲ بار در هر ثانیه به دور خود میچرخد. این میزان چرخش، اگرچه از سریعترین تپاخترهای شناختهشده کمتر است، اما همچنان نشاندهنده جرمی فوقالعاده فعال و پرانرژی است. این کشف میتواند به دانشمندان کمک کند تا رفتار ستارگان نوترونی را در محیطهای گرانشی بسیار شدید بهتر درک کنند.
با این حال، یکی از نکات شگفتآور این پژوهش تعداد بسیار کم تپاخترهای شناساییشده در مرکز کهکشان بود. دانشمندان انتظار داشتند که در این منطقه پرتراکم، تعداد زیادی از این اجرام وجود داشته باشند. کارن پرز، یکی از اعضای تیم تحقیقاتی، در اینباره توضیح داده است که بر اساس مدلهای آماری و ویژگیهای جمعیت تپاخترها در بخشهای دیگر کهکشان، آنها باید قادر به شناسایی حدود ۱۰ درصد از تپاخترهای میلیثانیهای و ۵۰ درصد از تپاخترهای معمولی و کندتر میبودند. اما برخلاف این انتظار، تنها یک نامزد احتمالی شناسایی شد که اکنون با نام Breakthrough Listen Pulsar یا به اختصار BLPSR شناخته میشود و همچنان تحت بررسیهای دقیق قرار دارد.
این نتیجه غیرمنتظره پرسشهای جدیدی را در برابر دانشمندان قرار داده است. یکی از احتمالات این است که محیط اطراف سیاهچاله Sagittarius A* به گونهای باشد که سیگنالهای رادیویی بسیاری از تپاخترها را پراکنده یا تضعیف کند و در نتیجه آشکارسازی آنها دشوار شود. احتمال دیگر این است که جمعیت تپاخترها در مرکز کهکشان واقعاً با سایر نقاط راه شیری تفاوت داشته باشد. هر یک از این سناریوها میتوانند اطلاعات ارزشمندی درباره تاریخچه شکلگیری ستارگان، پویایی گرانشی و شرایط فیزیکی منطقه مرکزی کهکشان ارائه دهند. به همین دلیل، پژوهشگران با دقت فراوان در حال تحلیل دادههای بهدستآمده هستند تا بتوانند ماهیت واقعی این جرم را مشخص کنند.
البته دانشمندان تأکید میکنند که این کشف هنوز نهایی نشده و برای تأیید قطعی آن به مشاهدات بیشتری نیاز است. در سالهای آینده، نسل جدید رصدخانههای رادیویی از جمله تلسکوپ ngVLA و همچنین پروژه عظیم Square Kilometre Array یا SKA میتوانند نقش مهمی در بررسی این جرم ایفا کنند. این ابزارهای پیشرفته قادر خواهند بود با حساسیت بسیار بالاتر، سیگنالهای ضعیف را آشکار کنند و اطلاعات دقیقتری درباره ویژگیهای این تپاختر احتمالی ارائه دهند. اگر وجود BLPSR تأیید شود، دانشمندان نهتنها درک بهتری از مرکز کهکشان راه شیری به دست خواهند آورد، بلکه خواهند توانست مدلهای مربوط به سیاهچالهها، ستارگان نوترونی و حتی ساختار کهکشانهای دیگر را نیز با دقت بیشتری بررسی کنند. چنین کشفی میتواند دریچهای تازه به سوی شناخت عمیقتر جهان و قوانین بنیادین حاکم بر آن بگشاید.
