این ابرسیاهچاله پرجرم، کندتر از حد انتظار می‌چرخد و ما مطمئن نیستیم که چرا این اتفاق می‌افتد؟
سیاهچالهها قبلاً در حد تئوری بودند، تا اینکه اولین مورد از آنها در اواخر قرن بیستم پیدا و تأیید شد. اکنون، ستاره‌شناسان آنها را در همه جا پیدا می‌کنند. ما حتی تصاویر رادیویی مستقیم از دو سیاهچاله داریم: یکی در M87 و Sagittarius A* در مرکز کهکشان ما.
بنابراین، ما در مورد آنها چه می‌دانیم؟ زیاد. اما، چیزهای بیشتری برای پیدا کردن وجود دارد.
تیمی از اخترشناسان با استفاده از داده‌های رصدخانه پرتو ایکس چاندرا، به کشف شگفت‌انگیزی در مورد یک سیاهچاله مرکزی در یک اختروش دست یافته‌اند که در یک خوشه کهکشانی دوردست واقع شده است. آنچه آنها پیدا کردند سرنخهایی از منشاء و تکامل ابرسیاهچاله‌های پرجرم ارائه می‌دهد.
اگر قصد مطالعه یک سیاهچاله، به خصوص یک سیاهچاله بسیار پرجرم را دارید، چالشهای زیادی وجود دارد. به نظر می‌رسد که هر کهکشان بزرگ یک سیاهچاله هیولای مرکزی دارد. بنابراین، مهم است که تا آنجا که می‌توانیم در مورد آنها بدانیم. این غولهای کیهانی حاوی میلیونها یا حتی بیلیونها جرم خورشیدی هستند.
آنها کشش گرانشی قوی دارند – و هیچ چیز، حتی نور، نمی‌تواند از چنگال آنها فرار کند. این امر بر توانایی ما برای نگاه کردن به آنها و مناطق مجاور آنها تأثیر می‌گذارد.
یک چیز که هنوز کاملاً مشخص نیست: این هیولاها چگونه شکل می‌گیرند و تکامل می‌یابند؟
پاسخ تا حدی در دو ویژگی آنها نهفته است. جولیا سیسک رینز از مؤسسه نجوم (IoA) در دانشگاه کمبریج در بریتانیا که رهبری یک مطالعه جدید بر روی یک ابرسیاهچاله پرجرم را برعهده داشت، گفت: «هر سیاهچاله را می‌توان تنها با دو عدد تعریف کرد: اسپین و جرم آن». حفره‌ای در فاصله 3.6 بیلیون سال از ما.
اگرچه این امر نسبتاً ساده به نظر می‌رسد، اما مشخص کردن این مقادیر برای اکثر سیاهچالهها فوق العاده دشوار است.
پرتو ایکس یک سیاهچاله
اندازه‌گیری جرم دشوار است، اگرچه راههایی برای انجام آن وجود دارد. اندازه‌گیری چرخش یک چالش واقعی است. برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد سیاهچالههای هیولا، سیسک-رینز و همکارانش از داده‌های رصدخانه اشعه ایکس چاندرا استفاده کردند.
آنها مشاهدات موتور سیاهچاله مرکزی اختروش H1821+643 را مطالعه کردند و احتمالاً نرخ چرخش آن را بدست آوردند. جرم آن 30 بیلیون برابر خورشید است. (برای مقایسه، سیاهچاله مرکزی کهکشان راه شیری تنها حدود 4 میلیون جرم خورشیدی دارد.)
چرا اشعه ایکس؟ داده‌های اشعه ایکس نشان می‌دهد که سیاهچاله با چه سرعتی می‌چرخد.
مطالعات روی طیف H1821+643 نشان می‌دهد که سرعت چرخش سیاهچالههای آن در مقایسه با دیگر سیاهچالههای کم‌جرم عجیب است که با سرعت نزدیک به نور می‌چرخند. سرعت پایینتر برای سیاهچاله این اختروش تیم را شگفت زده کرد.
کریستوفر رینولدز، ستاره‌شناس (همچنین از مؤسسه نجوم) گفت: «ما دریافتیم که سیاهچاله در H1821+643 تقریباً نصف سیاهچاله‌هایی می‌چرخد که وزنی بین یک میلیون تا ده میلیون برابر خورشید دارند. او یکی از نویسندگان مقاله‌ای است که نتایج اندازه گیری‌های چاندرا را گزارش میکند.
سیاهچالهها: منشا و تکامل
به گفته یکی از نویسندگان جیمز متیوز (همچنین در موسسه نجوم) تاریخچه H1821+643 می‌تواند کلید درک سرعت چرخش کندتر آن باشد.
او پیشنهاد میکند که سیاهچالههای پرجرم مانند آنچه در H1821+643 وجود دارد، احتمالاً از طریق ادغام با سیاهچالههای دیگر در طول برخورد کهکشان‌هایشان رشد کرده‌اند.
به خوبی می‌دانیم که برخورد کهکشانها در طول زمان کهکشانهای بزرگ‌تری می‌سازد و بنابراین همین فعالیتها (از جمله برخورد کهکشانهای کوتوله) به عنوان عوامل احتمالی بازی منصفانه هستند.
همچنین این احتمال وجود دارد که دیسک بیرونی این سیاهچاله در یک برخورد دچار اختلال شده باشد که در طی این رویداد گاز را در جهت های تصادفی به بیرون فرستاده است.
این نوع فعالیتها بر سرعت چرخش سیاهچاله تأثیر می‌گذارند – سرعت آن را کاهش می‌دهند یا حتی آن را در جهتی کاملاً جدید می‌چرخانند. این بدان معناست که چنین سیاهچاله‌هایی بسته به تاریخچه اخیرشان می‌توانند طیفی از نرخ‌های چرخش را نشان دهند.
متیوز می‌گوید: «چرخش متوسط این شی ابرپرجرم ممکن است شاهدی بر تاریخ خشونت‌آمیز و آشفته بزرگ‌ترین سیاهچالههای جهان باشد.
همچنین ممکن است بینشی در مورد اتفاقی را ارائه دهد که برای ابرسیاهچاله پرجرم کهکشان ما در بیلیونها سال آینده رخ می‌دهد (وقتی کهکشان راه شیری با آندرومدا و دیگر کهکشانها برخورد کند).
This Supermassive Black Hole Spins Slower Than Expected, And We Aren’t Sure Why
CAROLYN COLLINS PETERSEN, UNIVERSE TODAY
2 JULY 2022
https://www.sciencealert.com/this-supermassive-black-hole-spins-slower-than-expected-and-astronomers-aren-t-sure-why