1398/08/12

رصد کوچکترین سیا‌ه‌چاله با استفاده از روشی جدید در یافتن سیاه‌چاله‌های مخفی

محققان دانشگاه اوهایو (Ohio University) ادعا می‌کنند کوچکترین سیاه‌چاله را رصد کرده‌اند که اندازه‌ای معادل ۳.۳ برابر حجم خورشید دارد و نشان‌دهنده گروه جدیدی از این اجسام مرموز آسمانی است.
رصد کوچکترین سیا‌ه‌چاله با استفاده از روشی جدید در یافتن سیاه‌چاله‌های مخفی

سیاه‌چاله‌ها در اندازه‌های مختلفی وجود دارند. نمونه‌های کوچک آن‌ها فقط چند برابر خورشید هستند و ابرسیاه‌چاله‌ها نیز در قلب کهکشان‌ها هستند. اکنون اما محققان دانشگاه اوهایو (Ohio University) ادعا می‌کنند کوچک‌ترین سیاه‌چاله را رصد کرده‌اند که اندازه‌ای معادل ۳.۳ برابر حجم خورشید دارد و نشان‌دهندۀ گروه جدیدی از این اجسام مرموز آسمانی است.

محققان برای مدتی طولانی تصور می‌کردند سیاه‌چاله‌ها فقط در دو اندازه وجود دارند:

دستۀ نخست، سیاه‌چاله‌هایی که اندازۀ آن‌ها ۵ تا ۳۰ برابر خورشید است.

دسته دوم، سیاه‌چاله‌هایی که حجم آن‌ها چند میلیون برابر خورشید است.

در این میان عده‌ای معتقدند این دو دسته به طور کامل انواع مختلف سیاه‌چاله را دربر‌نمی‌گیرند و طیفی از سیاه‌چاله‌های متوسط بین این دو گروه وجود دارد که حجم آن بین ۱۰۰هزار تا ۱۰هزار برابر خورشید است.

هنگامی که ستاره‌ها منفجر می‌شوند، به سیاه‌چاله‌ها یا ستاره‌های نوترونی پرانرژی تبدیل می‌گردند. به نظر می‌رسد با درنظر گرفتن این امر، اندازۀ کوچک‌ترین سیاه‌چاله ۲.۱ برابر خورشید باشد چرا که سیاهچاله‌ای با حجمی کمتر از این مقدار، به یک ستارۀ نوترونی تبدیل می‌شود. اکنون این سوال مطرح می‌شود که آیا سیاهچاله‌ای با حجمی بین ۲.۱ تا ۵ برابر خورشید وجود دارد؟

دانشمندان برای بررسی این امر اطلاعات رصدخانۀ APOGEE را مطالعه کردند که طیف نور ستارگان را می‌سنجد. آن‌ها هرگونه تغییری در این ستارگان را که نشان‌دهنده مدار زدنشان به دور یک شیء نامرئی باشد بررسی کردندو از ۱۰۰ هزار ستارۀ ثبت شده در فهرست این رصدخانه، ۲۰۰ مورد را با دقت بررسی کردند. در مرحلۀ بعد آن‌ها هزاران تصویر از هر ستاره در پروژه all sky automated را مطالعه و از میان آن‌ها یک کاندیدای احتمالی را انتخاب کردند.

این کاندیدای احتمالی یک ستارۀ سرخ به نام 2MASSJ05215658+4359220 بود که به نظر می‌رسید دور یک شیء مدار می‌زند. محققان پس از بررسی‌های بیشتر اندازۀ شیء مذکور را ۳.۳ برابر حجم خورشید تخمین زدند.

تاد تامسون (Todd Thompson)، محقق ارشد این پژوهش می‌گوید: «ما در اینجا روشی تازه برای تحقیق دربارۀ سیاه‌چاله‌ها یافته‌ایم؛ اما احتمالاً یکی از نخستین نمونه‌های دسته‌ای جدید از سیاه‌چاله‌های کوچک را رصد کرده‌ایم که دانشمندان تاکنون دربارۀ آن‌ها چیزی نمی‌دانستند.»

این سیاه‌چاله از طریق روش جدیدی برای رصد سیاه‌چاله‌های مخفی که به دلیل کم‌نور بودن دیده نمی‌شوند، کشف شد. این روش شامل بررسی چگونگی تأثیرگذاری آن‌ها بر نورهایی است که توسط ستاره‌های اطرافشان منتشر می‌شود.

سیاه‌چاله‌ها نور را می‌بلعند، بنابراین مشاهدۀ مستقیم آن‌ها غیرممکن است. ساده‌ترین سیاه‌چاله‌ها برای شناسایی، آن‌هایی هستند که یک سامانۀ باینری (دوتایی) با یک ستاره ایجاد می‌کنند؛ مانند سیاه‌چالۀ Cygnus X-1 که با یک ابرغول آبی جفت شده است.

ابرغول‌های آبی (BSG) انواعی از ابرغول‌ها هستند که در رده‌های طیفی O و B قرار دارند. این ابرغول‌ها جرم خود را با سرعت‌های زیادی بین ۱۰۰۰ تا ۲۰۰۰ کیلومتر بر ثانیه پرتاب می‌کنند.

با چرخش سیاه‌چاله و ستاره به دور یکدیگر، سیاه‌چاله مواد ستاره را به سمت خود کشانده و آن را فرو می‌برد. در این فرایند اشعۀ ایکس ساطع می‌شود. دانشمندان می‌توانند این اشعهۀ ایکس را مشاهده کرده و رصد آن را دلیلی بر وجود سیاه‌چاله بدانند.

با این وجود، این روش فقط سیاه‌چاله‌هایی را نمایان می‌کند که به اندازۀ کافی به ستاره یا ستاره‌های اطراف خود نزدیک هستند. تصور می‌شود بسیاری از سیاه‌چاله‌های دیگر وجود دارند که به اندازۀ کافی نمی‌توانند مواد را بلعیده و اشعۀ ایکس تولید کنند، بنابراین تاریک‌تر هستند و پیداکردن آن‌ها دشوارتر می‌شود.

مطالعۀ جدید نشان می‌دهد که چگونه می‌توان با استفاده از مثال یک سامانۀ دوتایی متشکل از ستاره 2MASS J05215658+ 4359220 و یک شریک ناشناخته، این سیاه‌چاله‌های تاریک را رصد کرد. این تیم توانست با استفاده از داده‌های طیف‌سنجی مشخص کند که این شریک ناشناخته در واقع یک سیاه‌چالۀ کم‌نور است.

دانشمندان برای یافتن یک سیاه‌چالۀ پنهان، به تغییر اثر دوپلر (Doppler effect) در ستاره‌ها پرداختند و آن را با روشنایی آن‌ها در طول زمان مقایسه کردند. اثر دوپلر در فیزیک به امواجی گفته می‌شود که بسامد یک موج بر اثر حرکت فرستنده یا گیرنده آن تغییر می‌کند. هر گاه گیرنده‌ای به سمت یک منبع ساکن حرکت کند که از خود موج صوتی می‌فرستد، بسامد صوتی‌ای که می‌گیرد بیشتر از وقتی است که نسبت به منبع ساکن باشد (شنونده صدا را زیرتر می‌شنود) و اگر از منبع صوت دور شود، موجی را با بسامد کمتر دریافت می‌کند. (شنونده صدا را بم‌تر می‌شنود) اگر منبع موج نیز از گیرنده دور یا به او نزدیک شود، بسامد صوتی که شنونده می‌شنود نیز به ترتیب کمتر یا بیشتر می‌شود.

یک تغییر قابل توجه در اثر داپلر در سامانه‌های دوتایی در کهکشان می‌تواند وجود یک منبع قدرتمند گرانشی را نشان دهد و هنگامی که درخشش یک ستاره در الگوی تعیین شده بالا و پایین می‌شود، نشان می‌دهد که یک شیء بزرگ  به دور ستاره می‌چرخد و گاهی اوقات نور آن را مسدود می‌کند. این دو شاخص روی هم رفته، نشانگر وجود سیاه‌چاله هستند.

دانشمندان توانستند با روش جدید دریابند که شریک ستارۀ 2MASS J05215658 + 4359220 یک سیاه‌چالۀ کوچک است. گام بعدی برای اثبات کارایی این روش، این است که تیم بتواند با استفاده از همین روش سیاه‌چاله‌های مخفی بیشتری را جست‌وجو کند.

اگر آن‌ها در این راه موفق باشند، می‌توانیم ابزار جدیدی برای یافتن سیاه‌چاله‌های بی‌شمار در سراسر کهکشان خود داشته باشیم.

سازمان ها | Ohio University
افراد | Todd Thompson

نجوم | کاوش‌های فضایی |

نظر شما
اخبار مرتبط

سیاراتی که به دور ابرسیاه‌چاله‌ها می‌چرخند!

1398/07/06
گروهی از ستاره‌شناسان در گزارشی که ناقض تئوری‌های متعارف درباره نحوه شکل‌گیری کهکشان‌ها است،‌ اظهار کردند سیارات ممکن است به جای ستارگان در اطراف ابرسیاه‌چاله‌ها در حال چرخش باشند.

شبیه‌سازی سیاه‌چاله معروف توسط ناسا+فیلم

1398/07/10
روز ۱۰ آوریل امسال و پس از سال‌ها پژوهش و نظریه‌پردازی، سرانجام اولین تصویر از یک سیاه‌چاله در مرکز کهکشان M87، منتشر شد. اکنون سازمان ناسا (NASA) شبیه‌سازی جالبی را از این سیاه‌چاله ارائه...

کشف سیاه‌‌چاله‌‌های سه گانه‌ای که در مسیر برخورد با یکدیگر قرار دارند

1398/07/21
آژانس فضایی آمریکا، ناسا (NASA)، حین جستجوی زوج سیاه‌چاله‌ها و به صورت کاملا اتفاقی موفق به کشف پدیده‌ای جالب شده است. این سازمان به کمک کشفیات دانشگاه جورج میسون (George Mason University)...

تصویرسازی از شعله‌ور شدن آتش در قلب یک سیاه‌چاله

1398/07/28
ستاره‌شناسان سازمان ناسا (NASA) با استفاده از ابزار پیشرفته فضایی، اطلاعات شعله‌های آتشی را که با شدت و سرعت بسیار بالا در مرکز یک سیاه‌چاله شکل گرفته، ثبت کرده‌اند.

پربازدیدکننده ترین خبر

معرفی مرکز ترویج فضایی و موشکی ایالات متحده

مرکز فضایی و موشکی آمریکا (U.S. Space & Rocket Center) که در شهر هانتسویل (Huntsville) واقع در ایالت آلاباما (Alabama) قرار دارد، مکانی است که داستان مسابقه فضایی شوروی و آمریکا را با جزئیات کامل نمایش می‌دهد. این مرکز، از جاذبه‌های توریستی فضایی در ایالات متحده آمریکا است که در سال ۱۹۷۰ درست بعد از فرود سفینه آپولو ۱۲ (Apollo 12)، دومین مأموریت سرنشین‌دار ناسا به ماه افتتاح شد.