برای دههها، ستارهشناسان بر این باور بودند که سیاهچالهها بهطور کلی در سه دستهی اصلی جای میگیرند:
نخست، سیاهچالههای با جرم ستارهای که جرمشان بین ۵ تا ۵۰ برابر جرم خورشید است؛ سپس، سیاهچالههای اَبَرپرجرم (SMBH) که میلیونها تا میلیاردها برابر خورشید جرم دارند؛ و در نهایت، دستهی سوم یعنی سیاهچالههای با جرم میانی (IMBH) که جرمی بین این دو گروه دارند.
در حالی که دانشمندان تاکنون تعداد زیادی سیاهچالهی ستارهای و ابرپرجرم را رصد کردهاند، شواهد مربوط به وجود سیاهچالههای با جرم میانی بسیار محدود بوده است. این مسئله، چالشی مهم به شمار میآید، چراکه IMBHها بهعنوان حلقهی واسطِ تکاملی بین سیاهچالههای کوچک و اَبَرپرجرم در نظر گرفته میشوند؛ یعنی همان حلقهی مفقودهی معمای تکامل سیاهچالهها.
اما اکنون، در مجموعهای از پژوهشهای تازه، تیمی بینالمللی به رهبری پژوهشگران ابتکار «آزمایشگاههای قمری دانشگاه وندربیلت» (Lunar Labs Initiative) اعلام کردهاند که ممکن است سرنخهایی از این اجرام نادر پیدا کرده باشند.
در یکی از این مقالات، گروهی به سرپرستی اخترشناسان کریستال روئیز-روچا و آنجالی یولکیر با بازتحلیل دادههای رصدخانهی موج گرانشی LIGO و همکاری Virgo، بهدنبال نشانههایی از ادغام سیاهچالههای میانی گشتند.
نتایج حاکی از آن است که این رصدخانهها موفق به ثبت امواج گرانشی حاصل از ادغام سیاهچالههایی شدهاند که جرمشان بین ۱۰۰ تا ۳۰۰ برابر جرم خورشید است؛ یعنی بزرگترین برخوردهای سیاهچالهای که تاکنون ثبت شدهاند. این یافتهها آنها را دقیقاً در محدودهی جرم مورد انتظار برای IMBHها قرار میدهد.
کاران جانی، اخترشناس و نویسندهی ارشد مقاله میگوید:
«سیاهچالهها فسیلهای نهایی کیهاناند. جرمهایی که در این تحلیل تازه گزارش شدهاند، تاکنون صرفاً جنبهی نظری داشتند. این جمعیت جدید از سیاهچالهها، دریچهای بیسابقه بهسوی نخستین ستارگانی باز میکند که در کیهان ما درخشیدن را آغاز کردند.»
در پژوهشی مرتبط، دانشمندان نشان دادهاند که مأموریت آیندهی آنتن فضایی لیزری امواج گرانشی (LISA) که قرار است در اواخر دههی ۱۴۰۵ پرتاب شود، میتواند به تأیید این یافتهها کمک کند.
برخلاف آشکارسازهایی مانند LIGO و Virgo که تنها مراحل پایانی برخورد سیاهچالهها را ثبت میکنند، LISA توانایی ردیابی آنها را از سالها پیش از ادغام خواهد داشت؛ زمانی که این اجرام به آرامی بهسوی هم مارپیچ میزنند و فضا-زمان را میلرزانند. این بازهی زمانی طولانی رصد، به اخترشناسان اجازه خواهد داد اطلاعات بیشتری دربارهی منشأ، تحول، و سرنوشت نهایی این سیاهچالهها بهدست آورند.
روئیز-روچا میگوید:
«امیدواریم این پژوهش، موقعیت سیاهچالههای با جرم میانی را بهعنوان هیجانانگیزترین منبع در شبکهی ردیابهای موج گرانشی — از زمین تا فضا — تثبیت کند. هر کشف تازه، ما را یک قدم به فهم منشأ این سیاهچالهها و دلیل قرار گرفتنشان در این بازهی جرم اسرارآمیز نزدیکتر میکند.»
این تیم در ادامهی کار قصد دارد بررسی کند که آیا میتوان IMBHها را با رصدخانههای موج گرانشی روی سطح ماه نیز شناسایی کرد یا خیر. ناسا در حال بررسی امکان ساخت چنین رصدخانهای روی ماه است؛ طرحی که از زمان مأموریت آپولو وجود داشته و بر آزمایش «گرامسنج سطحی ماه» (Lunar Surface Gravimeter) که توسط فضانوردان آپولو ۱۷ روی ماه باقی گذاشته شد، استوار خواهد بود.
کاران جانی در پایان میگوید:
«این لحظهای هیجانانگیز در تاریخ است — نه فقط برای مطالعهی سیاهچالهها، بلکه برای پیوند دادن مرزهای علمی با عصر تازهی کاوشهای فضایی و ماهنوردی.
فرصتی کمیاب پیش روی ماست تا نسل جدیدی از دانشجویان را آموزش دهیم؛ نسلی که اکتشافاتش از ماه آغاز خواهد شد و به دست خود از دل آن سر برمیآورد.»
این یافتهها در نشریهی Astrophysical Journal Letters منتشر شده و مقالات پشتیبان نیز در نشریهی Astrophysical Journal به چاپ رسیدهاند.
