به تازگی، ستارهشناسان موفق به کشف اولین منظومهای از نوع ‘سیاهچاله سهگانه’ شدهاند که شامل سیاهچالهای است که به آرامی از یک ستاره همسایه تغذیه میکند، در حالی که ستارهای دیگر در فاصلهای دورتر در حال چرخش به دور این سیستم است. این کشف نه تنها شگفتانگیز است، بلکه نشان میدهد که میتواند روند تولد سیاهچالههای ملایمتر به نام ‘فروپاشی مستقیم’ را تأیید کند. به عبارت دیگر، اگر منشأ این سیاهچاله بسیار خشن بود، میتوانست ستاره دورتر را از این منظومه به بیرون پرتاب کند.
این سیستم که با نام V404 Cygni شناخته میشود، در کهکشان راه شیری و در حدود 8000 سال نوری از زمین قرار دارد. این ‘دودویی اشعه ایکس’ قبلاً شناخته شده بود، اما تحقیقات جدید به رهبری کوین برج از موسسه فناوری ماساچوست (MIT) نشان میدهد که این دوتایی در واقع در قلب یک سیستم ستارهای سهگانه قرار دارد. به طور کلی، دانشمندان معتقد بودند که بیشتر سیاهچالهها از انفجارهای شدید ستارگان به وجود میآیند، اما این کشف به چالش کشیدن این نظریه کمک میکند.
کوین برج بیان میکند: این سیستم به ما نشان میدهد که سیاهچالهها میتوانند بدون دریافت ضربهای شدید به وجود آیند. این واقعیت که ستاره دورتر هنوز در این سیستم باقی مانده، شگفتانگیز است.» این کشف نشان میدهد که میتوان سیاهچالهها را بدون دریافت ‘لگد ناتال’ نیز به وجود آورد. تحقیقات این تیم در تاریخ 2 آبان در مجله Nature منتشر شده است.
سیاهچالههای شناخته شده هنوز رازهایی را پنهان میکنند
با وجود شناخت بیشتر از ابرنواخترها و مراحل مرگ ستارهها، هنوز هم ابهامات زیادی در مورد سیاهچالهها وجود دارد. هنگامی که نظریه نسبیت عام انیشتین به دانشمندان کمک کرد تا سیاهچالهها و ستارههای نوترونی را کشف کنند، درخشش این انفجارها به فرآیند تولد این اجساد فوق متراکم مرتبط شد. این رویدادهای کیهانی میتوانند از هر ستارهای که در اطراف آن وجود دارد، درخشانتر باشند و در حین انفجار به ستارههای نزدیک ضربه پرانرژی بزنند.
لگدهای پیش از تولد، شتابهایی هستند که سیاهچالهها پس از به وجود آمدن دریافت میکنند. این ضربات میتوانند به سرعت سیاهچاله را تحت تأثیر قرار دهند. اما در این مورد خاص، مشخص است که ستاره دورتر تحت تأثیر چنین ضربههایی قرار نگرفته است.
چرا این سیاهچاله هرگز شلوغ نیست؟
برای پاسخ به این سوال، تیم تحقیقاتی ابتدا باید تأیید میکرد که ستاره دور واقعاً به دور دوتایی داخلی V404 Cygni میچرخد. این تأیید از طریق 10 سال مشاهدات تلسکوپ فضایی گایا انجام شد. آنها دریافتند که احتمال اینکه این ستارهها به این صورت در کنار هم حرکت کنند، یک در 10 میلیون است. به علاوه، مشخص شد که ستاره دورتر 3500 برابر از سیاهچاله مرکزی دورتر است.
برج به این نکته اشاره میکند که «واقعیت این است که ما دو ستاره را در این فاصله زیاد میبینیم، به این معنی است که آنها باید به طرز شگفتانگیزی از هم دور باشند». برای فهم اینکه چرا ستاره بیرونی این منظومه تحت تأثیر قرار نگرفته، تیم چندین شبیهسازی انجام داد تا نحوه تکامل چنین سیستمی را بررسی کند.
شبیهسازیها نشان دادند که در بیشتر موارد، سیاهچالهها از طریق فروپاشی مستقیم به وجود میآیند. اما این تیم همچنین متوجه شد که ستاره بیرونی به V404 Cygni مرتبط است و به سن سیستم سهگانه پی بردند. آنها با بررسی این که ستاره دور به غول سرخ تبدیل شده، سن آن را حدود 4 میلیارد سال تخمین زدند.
در نهایت، برج به این نتیجه میرسد که «ما هرگز نتوانستهایم این کار را برای یک سیاهچاله قدیمی انجام دهیم و اکنون میدانیم که V404 Cygni بخشی از یک سهگانه است». این تیم همچنان به دنبال پاسخ به سوالات بیشتری درباره ماهیت این سیستم و شناسایی سیاهچالههای سهگانه جدید هستند.
نتیجه گیری
کشف سیاهچالههای سهگانه نه تنها به دانشمندان کمک میکند تا درک بهتری از فرآیندهای کیهانی و تولد سیاهچالهها داشته باشند، بلکه سؤالات جدیدی را نیز در مورد چگونگی شکلگیری و تعامل ستارهها مطرح میکند. این تحقیقات نشان میدهند که طبیعت در ساخت و ساز کیهانی بسیار پیچیدهتر از آن است که قبلاً تصور میشد و هنوز رازهای زیادی باقی مانده است.