کهکشان کوتوله  Mrk 462

کهکشان کوتوله  Mrk 462

سیاهچاله هیولای کوچک می‌تواند سرنخ‌هایی از رشد غول سیاهچاله‌ای را در خود داشته باشد!!

اعتبار: X-ray: NASA/CXC/Dartmouth Coll./J. Parker & R. Hickox; Optical/IR: Pan-STARRS

کشف یک سیاهچاله بسیار پرجرم در یک کهکشان نسبتا کوچک می‌تواند به اخترشناسان کمک کند تا معمای چگونگی رشد بزرگ‌ترین سیاهچاله‌ها را کشف کنند.

محققان از رصدخانه پرتو ایکس چاندرا ناسا برای شناسایی سیاهچاله‌ای استفاده کردند که دارای جرمی حدود 200000 برابر جرم خورشید است که در گاز و غبار در کهکشان Mrk 462 مدفون شده است.

کهکشان Mrk 462 فقط چند صد میلیون ستاره دارد که آن را به یک کهکشان کوتوله تبدیل می‌کند. در مقابل، کهکشان راه شیری ما خانه چند صد بیلیون ستاره است. این یکی از اولین‌بارهایی است که یک سیاهچاله بسیار پرجرم مدفون در یک کهکشان کوتوله پیدا شده است.

جک پارکر از کالج دارتموث در نیوهمپشایرگفت که این سیاهچاله در کهکشان  Mrk 462  در میان کوچکترین سیاهچاله‌های ابرپرجرم یا هیولا واقع شده است، همچنین اضافه نمود: پیدا کردن سیاهچاله‌هایی مانند این  بسیار سخت است.

در کهکشان‌های بزرگتر، ستاره‌شناسان اغلب سیاهچاله‌ها را با جستجوی حرکت سریع ستارگان در مرکز کهکشانها پیدا می‌کنند. با این حال، کهکشان‌های کوتوله برای اکثر ابزارهای فعلی بسیار کوچک و کم نور هستند به این دلیل است که  این ابزارها نمی‌توانند آن را تشخیص دهند. روش دیگر جستجوی نشانه‌های سیاهچاله‌های در حال رشد روشهایی مانند گرم شدن گاز تا میلیون‌ها درجه و درخشش در پرتوهای ایکس هنگام سقوط به سمت سیاه‌چاله است.

محققان در این مطالعه از تلسکوپ اشعه ایکس چاندرا برای بررسی هشت کهکشان کوتوله استفاده کردند که قبلاً نشانه‌هایی از رشد سیاهچاله را از داده‌های نوری جمع‌آوری شده توسط Sloan Digital Sky Survey نشان داده بودند. از این هشت مورد، فقط کهکشان Mrk 462 نشانه اشعه ایکس یک سیاهچاله در حال رشد را نشان داد.

شدت غیرمعمول پرتوهای ایکس با انرژی بالا در مقایسه با پرتوهای ایکس کم انرژی، همراه با مقایسه با داده‌ها در سایر طول‌موج‌ها، نشان می‌دهد که سیاهچاله کهکشان Mrk 462 به شدت توسط گاز پوشیده شده است.

از آنجایی که سیاهچاله‌های مدفون حتی سختتر از سیاهچاله‌های در معرض کشف هستند، یافتن این مثال ممکن است به این معنی باشد که کهکشان‌های کوتوله بیشتری در آنجا با سیاهچاله‌های مشابه وجود دارند. چگونه سیاهچاله‌ها در اوایل کیهان تا این حد بزرگ شدند؟

تحقیقات قبلی نشان داده است که سیاهچاله‌ها می‌توانند تا زمانی که کیهان کمتر از یک بیلیون سال سن داشته باشد، به یک بیلیون جرم خورشیدی برسد که کسری کوچک از سن فعلی آن است. یک ایده این است که این اجرام عظیم زمانی ایجاد شدند که ستارگان پرجرم در هم فرو ریختند و سیاهچاله‌هایی را به وجود آوردند که وزن آنها تنها حدود 100 برابر خورشید بود. با این حال، کار تئوری در توضیح این موضوع این است که چگونه آنها می‌توانند به اندازه کافی وزن خود را به سرعت جمع کنند تا به اندازه‌هایی برسند که در جهان اولیه دیده می‌شد.

توضیح جایگزین این است که کیهان اولیه در زمان ایجاد سیاهچاله‌هایی که ده‌ها هزار جرم خورشیدی را در خود جای داده بودند – احتمالاً از فروپاشی ابرهای غول‌پیکر گاز و غبار – بذر می‌گرفت.

بخش بزرگی از کهکشان‌های کوتوله با سیاه‌چاله‌های کلان پرجرم از این ایده حمایت می‌کنند که دانه‌های سیاهچاله‌های کوچک از اولین نسل ستارگان، به سرعته شگفت‌آوری رشد کردند و جرمی بیلیون برابر جرم خورشیدی را در کیهان اولیه تشکیل دادند. ترازو را به سمت این ایده سوق می‌‌دهند که سیاهچاله‌ها زندگی خود را با وزن ده‌ها هزار خورشید آغاز کرده‌اند.

این انتظارات به این دلیل اعمال می‌شوند که شرایط لازم برای فروپاشی مستقیم از یک ابر غول‌پیکر به یک سیاه‌چاله متوسط باید کمیاب و نادر  باشد، بنابراین انتظار نمی‌رود که بخش بزرگی از کهکشان‌های کوتوله حاوی سیاه‌چاله‌های بسیار پرجرم باشند. از سوی دیگر، وجود سیاهچاله‌هایی با جرم ستاره‌ای در هر کهکشانی انتظار می‌رود.

پارکر می‌گوید: ما نمی‌توانیم از یک مثال نتیجه‌گیری قوی داشته باشیم، اما این نتیجه باید مشوق جستجوهای بسیار گسترده‌تری برای سیاهچاله‌های مدفون در کهکشان‌های کوتوله باشد. “ما در مورد آنچه ممکن است یاد بگیریم هیجان زده هستیم.”

مترجم: مرتضی نادری‌فرد

منبع:

Dwarf galaxy Mrk 462: ‘Mini’ monster black hole could hold clues to giant’s growth

by Chandra X-ray Center January 10, 2022

https://phys.org/news/2022-01-dwarf-galaxy-mrk-mini-monster.html