ستاره‌شناسان انبوهی از سیاهچاله‌ها را کشف کردند!!

ستاره‌شناسانی که به دنبال یک سیاهچاله متوسط ​​در مرکز یک خوشه کروی بودند و در عوض انبوهی از سیاهچاله‌های کوچکتر را پیدا کردند.

برای اولین‌بار، ستاره‌شناسان انبوهی از سیاه‌چاله‌ها را در نزدیکی مرکز یک خوشه کروی باستانی کشف کرده اند.

بعضی اوقات در علم وقتی تصمیم می‌گیرید چیزی را که پیش‌بینی کرده‌اید پیدا کنید، در عوض چیز کاملاً متفاوتی پیدا می‌کنید. نمونه‌ای از این مورد اخیراً بوقوع پیوست. هنگامی که با استفاده از تلسکوپ فضایی هابل هسته یک خوشه کروی را یک “توپ” از ستاره‌های قدیمی به نام NGC 6397 را بررسی می‌کردند. آنها به طور غیرمنتظره‌ای تعداد زیادی سیاهچاله کوچک پیدا کردند.

دو نوع سیاهچاله کاملاً ثابت شده وجود دارد: سیاهچاله با جرم ستاره‌ای که با کمبود سوخت و فروپاشی یک ستاره بزرگ تشکیل می‌شود و وزن آن فقط چند برابر جرم خورشید ما است و سیاه‌چاله بزرگ که اعتقاد بر این است در مرکز هر کهکشان بزرگ وجود دارد و حاوی جرم میلیون‌ها ستاره است. فارغ از این دو نوع، ستاره‌شناسان معتقدند که یک نوع سیاهچاله دیگری  نیز باید وجود داشته باشد – سیاهچاله با جرم متوسط​​، با جرمی از 100 تا 100000 برابر جرم خورشید ما – و چندین مورد نامزد احتمالی برای آن وجود دارد، اما فقط چند مورد تأیید شده است.

تجزیه و تحلیل این محققان از داده‌های تلسکوپ فضایی هابل و رصدخانه فضایی گایا بر روی این خوشه کروی، شواهدی از سیاهچاله متوسط ​​در هسته آن را که ستاره‌شناسان به دنبال آن بودند، ارائه نداد. در عوض، آنها اولین کشف مجموعه‌ای از سیاهچاله‌ها را در مرکز یک خوشه کروی انجام دادند.

خوشه کروی NGC 6397، حاوی صدها هزار ستاره، توسط تلسکوپ فضایی هابل به تصویر کشیده شده است. ستاره‌های آبی خوشه داغ‌تر و در اواخر عمر خود هستند، در حالی که ستاره‌های نارنجی ستاره‌های غول پیکر قرمز منبسط شده‌ای هستند. ستاره‌های سفید شامل ستاره‌هایی  شبیه خورشید ما هستند. تصویر از  NASA / ESA / T. Brown و S. Casertano (STScI).

ستاره‌شناسان این خوشه کروی خاص، NGC 6397 را هدف قرار دادند، زیرا در فاصله 7800 سال نوری از ما، یکی از نزدیکترین خوشه‌های کروی به زمین است. از همه مهمتر، دانشمندان فکر می‌کنند که یک خوشه کروی مکانی ایده‌آل برای یافتن سیاهچاله‌های متوسط ​​است زیرا مجموعه متراکم ستاره‌ها در هسته آنها وجود دارند.

خوشه‌های کروی مجموعه‌های بزرگ کروی از ستارگانی هستند که به دور حاشیه کهکشان‌ها می‌چرخند. این خوشه‌ها باستانی هستند، گاهی اوقات تقریباً به قدمت خود جهان هستند. یک خوشه کروی مانند NGC 6397 به قدری قدیمی است که ستارگان پرجرم‌تر به سمت مرکز خوشه گرایش پیدا کرده‌اند و ستاره‌های جوان‌تر نیز به سمت حومه آن حرکت کرده‌اند که این امر یک هسته بسیار متراکم به خوشه کروی می‌دهد.

از آنجا که مشاهده این سیاهچاله‌ها به طور مستقیم امکان‌پذیر نیست، ستاره‌شناسان نحوه حرکت ستاره‌های خوشه – سرعت آنها – را برای یافتن توزیع جرم در خوشه اندازه‌گیری کردند. مکان‌هایی که مشخص شد ستاره‌ها با سرعت بیشتری حرکت می‌کنند مناطقی هستند که جرم بیشتری در آنها متمرکز شده است. با این وجود توزیع این ستاره‌ها به یک نقطه مرکزی مانند هسته محدود نمی‌شود (همانطور که از وجود یک سیاهچاله به اندازه متوسط ​​انتظار می‌رود). در عوض، به نظر می‌رسد که جرم به طور تصادفی پخش شده و تا چند درصد از اندازه خوشه گسترش یافته است.

بنابراین، براساس تکامل ستاره‌ای، ستاره‌شناسان نتیجه گرفتند که بقایای ستاره‌ها به صورت سیاهچاله‌های جرم ستاره‌ای در حال پر کردن مناطق داخلی خوشه کروی هستند. NGC 6397 می‌تواند میزبان بیش از 20 مورد از این “سبک‌ترین” سیاهچاله‌ها باشد.

این مفهوم هنری غلظت سیاهچاله‌ها در مرکز خوشه کروی NGC 6397 را نشان می‌دهد. در حقیقت، سیاهچاله‌ها برای مشاهده مستقیم توسط هر تلسکوپ موجود بسیار کوچک هستند. این خوشه کروی ممکن است بیش از 20 سیاهچاله داشته باشد. تصویر از ESA / هابل / N. بارتمن.

مانند بسیاری از اکتشافات علمی، یافتن غلظت سیاهچاله‌ها در یک خوشه کروی سوالات بیشتری را ایجاد می‌کند، یکی از اصلی‌ترین موارد این است: آیا ادغام این سیاه‌چاله‌ها می‌‌تواند منجر به امواج گرانشی شود؟ شاید دانشمندان دریابند که آیا سیاه‌چاله‌ها به هم برخورد کنند، باعث ایجاد امواج گرانشی می‌شود که اخیراً توسط برخی از ابزارها دیده شده است یا خیر و شاید آنها بتوانند چیزی را کشف کنند که آنها حتی در مورد آن برنامه‌ریزی نکرده‌اند.

ترجمه: سارا سیدحاتمی

منبع:

Swarm of black holes discovered

Posted by Kelly Whitt in SPACE | February 21, 2021

https://earthsky.org/space/group-black-holes-found-globular-cluster-ngc-6397