مشاهده اولین سیاه‌چاله کاملاً تنها که در کیهان پرسه می‌زند!!

تصویری از یک سیاه‌چاله تنها با جرم ستاره‌ای. (FECYT/IAC)

مشاهده یک سیاه‌چاله تنها که به تنهایی در کیهان پرسه می‌زند. نگاهی دقیق‌تر، هویت این جسم تاریک را پس از هیاهوی فراوان آشکار کرده است.

تجزیه و تحلیل جدید نشان می‌دهد که این سیاه‌چاله جرمی حدود ۷.۱۵ برابر خورشید دارد، حدود ۴۹۵۸ سال نوری از ما فاصله دارد و با سرعتی حدود ۵۱ کیلومتر (۳۲ مایل) در ثانیه در فضا در حال حرکت است.

اما آنچه واقعاً در مورد آن خاص است این است که تنها سیاه‌چاله تنهای تأیید شده‌ای است که در کیهان پرسه می‌زند. معمولاً سایر سیاه‌چاله‌های این دسته، همراهانی دارند. در کهکشان ما، بیشتر ستاره‌ها و لرزش‌های عجیب در آن دوستان بسیار مرئی‌تر است که وجود سیاه‌چاله را آشکار می‌کند.

در فواصل دورتر، جفت سیاه‌چاله‌ها نیز از طریق امواج گرانشی شناسایی شده‌اند که هنگام چرخش به دور یکدیگر و ادغام منتشر می‌کنند.

این سیاه‌چاله بدون وجود یک دوست، خود را از طریق مکانیسم متفاوتی به نام ریزهمگرایی گرانشی معرفی کرد. اساساً، گرانش شدید آن، نور یک ستاره پس‌زمینه را منحرف و تقویت کرده و موقعیت ظاهری آن را در آسمان به طور موقت تغییر داد.

جرم محاسبه شده عدسی گرانشی و همچنین عدم وجود هرگونه نور ساطع شده از خود، نشان دهنده یک سیاه‌چاله است. با این حال، مسیر شناسایی آن به آن آسانی نبود که به نظر می‌رسد.

این جرم برای اولین بار در سال ۲۰۱۱ در داده‌ها ظاهر شد، از دو بررسی جداگانه که دقیقاً به دنبال این نوع رویداد بودند: آزمایش عدسی گرانشی نوری (OGLE) و مشاهدات ریزهمگرایی در اخترفیزیک (MOA).

تلسکوپ فضایی هابل با هشت رصد در طول شش سال، میزان انحراف نور ستاره را تعیین کرد. داده‌های نورسنجی از ۱۶ تلسکوپ مختلف جمع‌آوری شد و مشاهدات طیف‌سنجی در اوج بزرگنمایی انجام شد.

روی هم رفته، این داده‌ها به یک سیاه‌چاله منفرد با جرم حدود ۷.۱ جرم خورشیدی اشاره داشتند که در فاصله حدود ۵۱۵۳ سال نوری از ما قرار دارد.

اما تحلیل دوم به نتیجه متفاوتی رسید که در سال ۲۰۲۲ با استفاده از داده‌های بیشتر هابل انجام شد. این تیم تخمین جرم را به بین ۱.۶ تا ۴.۴ جرم خورشیدی اصلاح کرد. از آنجایی که این مقدار معمولاً برای سیاه‌چاله بودن بسیار کوچک است، آنها پیشنهاد کردند که یک ستاره نوترونی کاندیدای محتمل‌تری است.

با این حال، مجموعه‌ای از مطالعات بعدی، از جمله مطالعات دیگری از تیم ستاره نوترونی، به توضیح سیاه‌چاله ارزش بیشتری می‌دهد.

میدان ستاره‌ای اطراف جسم، با برچسب «منبع». موقعیت ستاره‌ها برای مشاهدات سال ۲۰۱۱ (سبز) و ۲۰۲۲ (قرمز) مشخص شده است. (Sahu et al., ApJ, 2025)

اکنون، یک تحلیل جدید که شامل بسیاری از دانشمندان مطالعه اصلی است، این هویت را به طور واضح تأیید می‌کند. این تحلیل شامل سه رصد اضافی هابل است که بازه زمانی را به ۱۱ سال افزایش می‌دهد و همچنین داده‌های OGLE به‌روزرسانی شده را نیز شامل می‌شود.

این تیم در مقاله جدیدی می‌نویسد: “تحلیل اصلاح‌شده ما، با مشاهدات اضافی هابل و نورسنجی به‌روزرسانی‌شده، منجر به نتایجی می‌شود که دقت بالاتری دارند اما با اندازه‌گیری‌های قبلی ما و نتیجه‌گیری ما مبنی بر این امر سازگار است که عدسی یک سیاه‌چاله با جرم ستاره‌ای است،.”

یکی از بزرگترین چالش‌ها در مشاهده عدسی این است که نور ستاره پس‌زمینه توسط یک همسایه بسیار درخشان محو می‌شود. دانشمندان مجبور بودند برای هر مشاهده، آن نور را با دقت بسیار کم کنند و همچنین تغییرات ناشی از محیط‌های حرارتی مختلف را در هر مدار هابل در نظر بگیرند.

این تیم همچنین به دنبال هرگونه نشانه‌ای از یک همدم گشت و دریافت که هیچ چیز بزرگتر از ۰.۲ جرم خورشیدی در حداقل ۲۰۰۰ برابر فاصله بین زمین و خورشید وجود ندارد.

این جسم ممکن است اولین سیاه‌چاله‌ای باشد که به صورت انفرادی حرکت می‌کند، اما به هیچ وجه تنها سیاه‌چاله‌ای نیست که تاکنون کشف شده است. جهان باید مملو از این سیاه‌چاله‌های نامرئی باشد – فقط بسیار نادر است که یکی از آنها خود را به ما معرفی کند.

این تحقیق در مجله اخترفیزیک منتشر شده است.

ترجمه: سارا سیدحاتمی

منبع:

First Utterly Alone Black Hole Confirmed Roaming The Cosmos

Space25 April 2025

ByMichael Irving

https://www.sciencealert.com/first-utterly-alone-black-hole-confirmed-roaming-the-cosmos