سیاه‌چاله‌های گمشده جهان پیدا شدند

ایسنا: تیمی از دانشمندان موفق به رصد جمعیتی جدید از سیاه‌چاله‌ها شدند که می‌توانند معمای تکامل سیاه‌چاله‌ها را حل کنند.

ستاره‌شناسان سیاه‌چاله‌ها را به سه گروه اصلی تقسیم کردند. این سه گروه، «سیاه‌چاله‌های ستاره‌وار»( stellar-mass black holes)، «سیاه‌چاله‌های کلان‌جرم»(SMBHs) و «سیاه‌چاله‌های میان‌جرم»(IMBHs) را شامل می‌شوند. جرم سیاه‌چاله‌های ستاره‌وار بین پنج تا ۵۰ برابر جرم خورشید ماست. سیاه‌چاله‌های کلان‌جرم میلیون‌ها تا میلیاردها برابر پرجرم‌تر از خورشید هستند و جرم سیاه‌چاله‌های میان‌جرم بین دو گروه قبلی قرار می‌گیرد.

به نقل از ساینس‌آلرت، دانشمندان سیاه‌چاله‌های ستاره‌وار و سیاه‌چاله‌های کلان‌جرم بسیاری را مشاهده کرده‌اند اما شواهد مربوط به سیاه‌چاله‌های میان‌جرم بسیار دشوارتر به دست می‌آید. این موضوع به بروز یک مشکل منجر شده و آن مشکل این است که تصور می‌شود سیاه‌چاله‌های میان‌جرم یک پل انتقال بین سیاه‌چاله‌های ستاره‌وار و سیاه‌چاله‌های کلان‌جرم در زمان رشد آنها هستند. این یک حلقه گمشده آشکار در تکامل سیاه‌چاله‌هاست.

یک گروه بین‌المللی اعلام کرده‌اند که ممکن است در پژوهش جدیدی به سرپرستی دانشمندان «آزمایشگاه‌ نوآوری قمری»(LLI) در «دانشگاه وندربیلت»(Vanderbilt)، شواهدی را از این اجرام گریزان یافته باشند. این گروه پژوهشی به سرپرستی ستاره‌شناسان «کریستال روئیز-روچا»(Krystal Ruiz-Rocha) و «آنجالی یولکیر»(Anjali Yolkier)، نحوه بازتحلیل داده‌های به‌دست‌آمده از «رصدخانه موج گرانشی با تداخل‌سنج لیزری»یا «لایگو»(LIGO) و همکاری رصدخانه «ویرگو»(Virgo) را برای جستجوی نشانه‌های احتمالی ادغام سیاه‌چاله‌های میان‌جرم توضیح دادند.

نتایج پژوهش آنها نشان می‌دهد این رصدخانه‌ها رویدادهای موج گرانشی را ثبت کرده‌اند که مربوط به ادغام سیاه‌چاله‌هایی با جرم ۱۰۰ تا ۳۰۰ جرم خورشیدی است. این موضوع باعث می‌شود که این رویدادها بزرگترین برخوردهای سیاه‌چاله‌ای ثبت‌شده توسط ستاره‌شناسان باشند و آنها را در محدوده‌ای قرار می‌دهد که انتظار می‌رود سیاه‌چاله‌های میان‌جرم سبک‌تر در آنجا باشند.

«کاران جانی»(Karan Jani) ستاره‌شناس و پژوهشگر ارشد این پژوهش گفت: سیاه‌چاله‌ها فسیل‌های کیهانی هستند. جرم سیاه‌چاله‌های گزارش‌شده در این تحلیل جدید، در حوزه نجوم در حد حدس و گمان باقی مانده است. این جمعیت جدید از سیاه‌چاله‌ها، یک پنجره‌ بی‌سابقه را به سوی اولین ستارگانی که جهان ما را روشن کردند، باز می‌کند.

دانشمندان در تحقیقات مرتبط نشان دادند چگونه مأموریت آینده «آنتن فضایی تداخل‌سنج لیزری»(LISA) که قرار است در اواخر دهه ۲۰۳۰ پرتاب شود، می‌تواند به تأیید این نتایج کمک کند. در حالی که آشکارسازهایی مانند لایگو و ویرگو می‌توانند مراحل نهایی برخورد یک سیاه‌چاله‌ را ثبت کنند، LISA قادر خواهد بود آنها را سال‌ها قبل از ادغام، در حالی که به سمت یکدیگر می‌چرخند و امواج را در فضا و زمان ایجاد می‌کنند، ردیابی کند. این بازه طولانی‌ مشاهده به ستاره‌شناسان اجازه می‌دهد تا اطلاعات بیشتری را درباره منشا، تکامل و سرنوشت این سیاه‌چاله‌ها به دست آورند.

روچا گفت: ما امیدواریم که این پژوهش، اطلاعات پیرامون سیاه‌چاله‌های میان‌جرم را به عنوان یک منبع هیجان‌انگیز در سراسر شبکه آشکارسازهای موج گرانشی از زمین تا فضا تقویت کند. هر کشف جدید، ما را به درک منشا این سیاه‌چاله‌ها و این که چرا آنها در این محدوده اسرارآمیز از جرم قرار می‌گیرند، نزدیک‌تر می‌کند.

این گروه پژوهشی قصد دارند در آینده بررسی کنند که چگونه می‌توان سیاه‌چاله‌های میان‌جرم را با استفاده از رصدخانه‌های موج گرانشی روی ماه مشاهده کرد. ناسا در حال بررسی امکان ساخت چنین رصدخانه‌ای روی ماه به عنوان بخشی از اهداف بلندمدت برنامه «آرتمیس»(Artemis) است. 

جانی خاطرنشان کرد: این نه تنها برای مطالعه سیاه‌چاله‌ها، بلکه برای گرد هم آوردن مرزهای علمی با عصر جدید اکتشافات فضایی و قمری ، یک لحظه‌ هیجان‌انگیز در تاریخ است. ما فرصتی نادر داریم تا نسل بعدی دانشجویان را آموزش دهیم که اکتشافات آنها از طریق ماه شکل خواهد گرفت و از روی ماه انجام خواهد شد.

این پژوهش در «The Astrophysical Journal Letters» منتشر شده است.