ادغام سیاه چاله ها در کهکشان راه شیری: مطالعه‌ای جدید و جذاب
دانشمندان در یک مطالعه جدید کشف کرده‌اند که سیاه‌چاله عظیمی که در مرکز کهکشان راه شیری قرار دارد، به نام Sagittarius A (Sgr A*)، حدود ۹ میلیارد سال پیش از طریق برخورد دو سیاه‌چاله بزرگ به وجود آمده است. این سیاه چاله در مرکز کهکشان ما قرار دارد و حدود ۴ میلیون برابر جرم خورشید است.
سیاه چاله های فوق‌العاده سنگین
در کهکشان‌های بزرگی مانند کهکشان راه شیری، معمولاً سیاه چاله هایی با جرم‌های بسیار بالا وجود دارد که به آن‌ها “سیاه‌چاله‌های فوق‌العاده سنگین” (SMBH) می‌گویند. این سیاه‌چاله‌ها می‌توانند میلیون‌ها یا حتی میلیاردها برابر جرم خورشید داشته باشند. سیاه چاله های عظیم، یکی از جذاب‌ترین و پیچیده‌ترین اجرام کیهانی هستند. جاذبه بسیار قوی آن‌ها حتی نور را هم به دام می‌اندازد و از خود نمی‌گذارد. این سیاه‌چاله‌ها دارای یک حلقه چرخشی از مواد به نام “دیسک برافزایشی” هستند که این مواد به سمت داخل کشیده می‌شوند و به سیاه‌چاله می‌پیوندند.
یکی از نکات جالب درباره سیاه‌چاله‌های بزرگ این است که آن‌ها زمانی که در حال جذب مواد به صورت فعال هستند، بسیار پرانرژی می‌شوند و به آن‌ها “هسته کهکشانی فعال” یا AGN گفته می‌شود. درخشان‌ترین این هسته‌ها که به “کوازار” معروف هستند، می‌توانند به قدری پرنور باشند که حتی نور تمام یک کهکشان را تحت‌الشعاع قرار دهند.
چگونه دانشمندان سن سیاه چاله ها را تعیین می‌کنند؟
یکی از چالش‌های بزرگی که دانشمندان با آن روبرو هستند، تعیین سن سیاه‌چاله‌ها و کشف زمان دقیق شکل‌گیری آن‌ها است. برای انجام این کار، دانشمندان داده‌های مختلفی را جمع‌آوری کرده و با استفاده از شبیه‌سازی‌های رایانه‌ای مدل‌سازی می‌کنند. در سال ۲۰۱۷، تلسکوپ “افق رویداد” (Event Horizon Telescope) برای اولین بار یک تصویر واقعی از سیاه‌چاله در مرکز کهکشان M87 گرفت. این تصویر تاریخی اولین گام برای مشاهده سیاه‌چاله‌ها از نزدیک بود. بعداً در سال ۲۰۲۲، این تلسکوپ موفق شد تصویر سیاه‌چاله Sgr A* در مرکز کهکشان راه شیری را نیز ثبت کند.
تحقیقات جدید درباره Sgr A*
مطالعات جدیدی که در مجله Nature Astronomy منتشر شده است، از داده‌های همین تلسکوپ استفاده کرده و به اطلاعات بیشتری درباره سن و نحوه شکل‌گیری سیاه‌چاله Sgr A* دست پیدا کرده است. این تحقیقات نشان می‌دهند که سیاه‌چاله مرکزی کهکشان راه شیری، احتمالاً حدود ۹ میلیارد سال پیش از طریق برخورد و ادغام دو سیاه‌چاله بزرگ تشکیل شده است.
این مقاله که توسط دو فیزیکدان به نام‌های “ییهان وانگ” و “بینگ ژانگ” از دانشگاه نوادا لاس‌وگاس نوشته شده، توضیح می‌دهد که سیاه‌چاله‌های بزرگ مانند Sgr A* می‌توانند از دو طریق رشد کنند: یکی از طریق جذب مواد اطراف خود و دیگری از طریق ادغام با سیاه چاله های دیگر. محققان باور دارند که یک کهکشان کوچک به نام Gaia-Enceladus با کهکشان راه شیری برخورد کرده و سیاه چاله های مرکزی این دو کهکشان با هم ادغام شده‌اند تا Sgr A* به وجود آید.
ویژگی‌های خاص Sgr A*
یکی از ویژگی‌های منحصر به فرد سیاه چاله Sgr A* این است که سرعت چرخش بسیار بالایی دارد و محور چرخشی آن با صفحه کهکشان راه شیری هم‌تراز نیست. این انحراف و چرخش سریع می‌تواند نشانه‌ای از ادغام گذشته باشد. محققان با استفاده از شبیه‌سازی‌های رایانه‌ای توانسته‌اند این ادغام را مدل‌سازی کنند و نشان دهند که احتمالاً Sgr A* حدود ۹ میلیارد سال پیش از طریق برخورد با یک سیاه‌چاله دیگر شکل گرفته است.
در این شبیه‌سازی‌ها، مشخص شد که یک ادغام با نسبت جرم ۴:۱ (که مشابه با برخورد کهکشان Gaia-Enceladus با راه شیری است) می‌تواند علت چرخش سریع و انحراف محور سیاه چاله باشد.
اهمیت این یافته‌ها
این کشف جدید به درک بهتر نظریه “ادغام سیاه چاله های عظیم” کمک می‌کند. این نظریه بیان می‌کند که سیاه چاله های بزرگ به مرور زمان و از طریق ادغام‌های پی‌درپی با دیگر سیاه‌چاله‌ها رشد می‌کنند و به اندازه‌های بسیار عظیم خود می‌رسند. این مطالعه همچنین به ما کمک می‌کند تا تاریخچه پویای کهکشان راه شیری را بهتر بشناسیم و متوجه شویم که این کهکشان چگونه در طول زمان شکل گرفته است.
ماموریت‌های آینده برای شناسایی ادغام‌های سیاه چاله ها
در حالی که تاکنون ما فقط توانسته‌ایم ادغام سیاه چاله های کوچکتر را از طریق امواج گرانشی شناسایی کنیم، دانشمندان امیدوارند که در آینده بتوانند ادغام سیاه‌چاله‌های فوق‌العاده سنگین مانند Sgr A* را نیز مشاهده کنند. امواج گرانشی که توسط این ادغام‌ها تولید می‌شوند، فرکانس‌های بسیار پایین‌تری دارند که شناسایی آن‌ها نیاز به ابزارهای خاصی دارد.
یکی از ماموریت‌های فضایی که به این منظور برنامه‌ریزی شده، ماموریت “LISA” (آنتن فضایی تداخل‌سنج لیزری) است که توسط ناسا و سازمان فضایی اروپا (ESA) در دهه ۲۰۳۰ اجرا خواهد شد. این ماموریت شامل سه فضاپیما خواهد بود که به عنوان یک تداخل‌سنج عظیم عمل می‌کنند و قادر به شناسایی امواج گرانشی ناشی از ادغام سیاه‌چاله‌های فوق‌العاده سنگین خواهند بود.
نتیجه‌گیری
سیاه‌چاله‌های عظیم مانند Sgr A* از پیچیده‌ترین و عجیب‌ترین اجرام کیهانی هستند. با اینکه هنوز نمی‌توانیم به صورت مستقیم امواج گرانشی ناشی از ادغام سیاه‌چاله‌های عظیم را شناسایی کنیم، این تحقیقات به ما کمک می‌کنند تا بهتر درک کنیم که این سیاه‌چاله‌ها چگونه شکل می‌گیرند و رشد می‌کنند. ماموریت‌هایی مانند LISA نیز نویدبخش آن هستند که در آینده بتوانیم این پدیده‌های عظیم و شگفت‌انگیز کیهانی را با دقت بیشتری مطالعه کنیم.
__ تکنو دات مرجع اخبار تکنولوژی __
