ستاره شناسان یک سیاهچاله نادر ‘حلقه گمشده’ را مشاهده کرده اند و درست در مرکز کهکشان ما در کمین است.
خوشه ستاره ای IRS ۱۳ از دیرباز برای اخترشناسان معمایی بوده است. این خوشه تنها یک دهم سال نوری از قلب کهکشان راه شیری ما، جایی که سیاهچاله کلان پرجرم Sagittarius* Aدر آن قرار دارد، نزدیکی این خوشه به کشش گرانشی قدرتمند سیاهچاله عظیم به این معنی است که نباید ساختار زیادی داشته باشد.
اما پس از بررسی، محققان دریافتند که ستارگان داغ و پرجرم این خوشه در یک الگوی منظم حرکت می کنند. توضیح آنها، که در مطالعه ای که در ۲۸ تیر در مجله اخترفیزیک منتشر شد، و بیان شد، این است که ستارگان توسط یک سیاهچاله گریزان لنگر انداخته اند که با کمان A* در تعامل است.
فلوریان پیسکر، نویسنده اصلی، ستاره شناس دانشگاه کلن در آلمان، در بیانیه ای گفت: این خوشه ستاره ای جذاب از زمانی که حدود بیست سال پیش کشف شد، همچنان جامعه علمی را شگفت زده کرده است. ‘در ابتدا تصور می شد که این یک ستاره غیرمعمول سنگین است. با این حال، با داده های با وضوح بالا، اکنون می توانیم ترکیب بلوک ساختمان را با یک سیاهچاله با جرم متوسط در مرکز تایید کنیم.’
سیاهچاله ها از فروپاشی ستارگان غول پیکر به وجود می آیند و با فرو رفتن روی گاز، غبار، ستاره ها و سایر سیاهچاله ها رشد می کنند. در حال حاضر، سیاهچالههای شناخته شده به دو دسته کلی تقسیم میشوند: سیاهچالههای با جرم ستارهای که از چند تا چند ده برابر خورشید جرم دارند، و سیاهچالههای پرجرم، هیولاهای کیهانی که میتوانند از چند میلیون نفر باشند. ۵۰ میلیارد برابر خورشید جرم دارد.
سیاهچاله های با جرم متوسط - که از نظر تئوری بین ۱۰۰ تا ۱۰۰۰۰۰ برابر خورشید جرم دارند – گریزان ترین سیاهچاله های جهان هستند. در حالی که دانشمندان شواهدی برای چندین نامزد امیدوار کننده پیدا کرده اند، هیچ سیاهچاله ای با جرم متوسط به طور قطعی وجود ندارد.
این موضوع معضلی برای ستارهشناسان ایجاد میکند. اگر سیاهچالهها با جذب مواد از اطراف و از راه غرقشدن در یک جنون بیپایان بزرگتر شوند، نبود مشاهده تأیید شدهای از سیاهچالهها در مراحل نوجوانی نابهنجارشان به یک خلأ در فهم ما از این هیولاهای کیهانی اشاره دارد.
برای بررسی ساختار IRS ۱۳، اخترشناسان مشاهداتی را با استفاده از تلسکوپ بسیار بزرگ، آرایه میلیمتری/زیر میلیمتری بزرگ آتاکاما و تلسکوپ فضایی پرتو ایکس چاندرا انجام دادند و آنها را به مدل ریاضی خوشه ستارهای اضافه کردند.
حرکات ستارگان به فضایی به ظاهر خالی در مرکز خوشه اشاره کرد، اما زمانی که محققان به این فضا نگاه کردند، پرتوهای ایکس را که از حلقهای از گاز یونیزه میتابیدند، شناسایی کردند – شواهد واضحی از قرص برافزایش سیاهچاله. محاسبات مداری نشان داد که جرمی ۳۰,۰۰۰ برابر خورشید ما احتمالاً این ناحیه را اشغال میکند: یک سیاهچاله میانی.
با شناسایی نامزد کوچک سیاهچاله، اخترشناسان قصد دارند مشاهدات بعدی را با تلسکوپ فضایی جیمز وب و تلسکوپ بسیار بزرگ (در حال حاضر در صحرای آتاکامای شیلی در دست ساخت) انجام دهند. اینها نه تنها رفتار عجیب خوشه ستارهای را روشن میکنند، بلکه بینشهایی را در مورد راز کلیدی نحوه عملکرد سیاهچالههای کوچک و پسرعموهای غولپیکرشان ارائه میدهند.
