حل معمای سیاهچاله ها با شیئی مرموز - چه خبر آنلاین

تصویر طراحی شده از چرخش ماده دور یک سیاه چاله

دانشمندان یک جِرم مرموز نجومی را ردیابی نموده اند که می تواند به حل یک معما در خصوص سیاهچاله ها یاری کند. این شیئی نجومی در میان یک شکاف توده ای است (شرح: در فیزیک کوانتوم، شکاف توده ای تفاوت انرژی صفر در خلاء و پایین ترین سطح انرژی بعد از آن است).

این شیئی نجومی جدید در میان رده ای از اشیاء واقع شده است که پژوهشگران تا به امروز آن را در کائنات نیافته بوده اند. دانشمندان نتوانسته اند کشف نمایند که آیا سیارات در حال مرگ چیزی از خود در شکاف توده ای مرموز برجای می گذارند یا نه، و به چه دلیل تا به امروز ردیابی هرگونه شیئی نجومی در شکاف توده ای تا این حد سخت بوده است.

ویکی کالوگرا، استاد دانشگاه نورث وسترن، می گوید: ما دهه ها منتظر حل این معما بودیم. نمی دانیم آیا این شیئی نجومی سنگین ترین ستاره نوترونی است یا سبک ترین شیئی موسوم به سیاه چاله، اما در هر دو صورت این یک نقطه عطف است.

این شی هنگامی کشف شد که پژوهشگران با استفاده از رصدخانه های ویرگوُ و لیگوُ سیگنال هایی بسیار غیرعادی را که معرف نخستین موج گرانشی بود، کشف کردند.

پاتریک برِیدی، یکی از مولفان این گزارش و استاد دانشگاه ویسکانسین در میلواکی و سخنگوی همکاری های علمی لیگو، می گوید: پدیده ای تحت عنوان شکاف توده ای در واقع ممکن است وجود نداشته باشد و تنها نتیجه محدودیت قابلیت های رصدشناسی باشد. زمان و تحقیقات بیشتر نشان خواهد داد.

زمانی که ستاره های بزرگ می میرند، زیر قوه جاذبه خود سقوط نموده و تبدیل به سیاهچاله می شوند. ستاره های کوچکتر، اما منفجر و تبدیل به ابرنواختر (سوپرنُوا) می شوند و بازمانده ای از ستارگان نوترونی از خود به جای می گذارند.

شکاف توده ای به این دلیل ایجاد می گردد که اندازه سنگین ترین ستاره نوترونی دو برابر و نیم خورشید و سبک ترین سیاهچاله حدود پنج برابر خورشید منظومه شمسی است. پژوهشگران از این واقعیت که چیزی در شکاف توده ای وجود ندارد، گیج شده بودند.

اما حال این شیئی نجومی را در میان شکاف توده ای ردیابی نموده اند که به نظر می رسد یا سنگین ترین ستاره نوترونی یافت شده است، یا سبک ترین سیاهچاله.

جرم این شیئی که در اوت سال گذشته کشف شد، اما گزارش آن امروز منتشر شده است، 2.6 برابر جرم خورشید است و درست در میان شکاف توده ای قرار گرفته است. این شیئی زمانی ردیابی شد که در ادغام با یک سیاهچاله با 23 توده خورشیدی، چنان موج جاذبه ای در فضا ایجاد کرد که سیگنال های آن در رصدخانه های زمین ضبط شد.

اخترشناسانی که این شیئی نجومی را کشف نموده اند، می گویند که این کشف هم اکنون سوال هایی را پیرامون درک ما از مرگ ستارگان و پیوستن شان به سیستم های مضاعف مطرح نموده است.

دکتر پاتریشیا اشمیت، استاد انستیتوی اخترشناسی و امواج گرانشی و عضو تیم لیگو، می گوید: این ادغام، یکی از غیرعادی ترین رویداد هایی است که تا به امروز در أمواج گرانشی تحت مطالعه قرار گرفته و به درک ما از ماهیت همگنی های سبک تر و نحوه تشکیل آن ها بسیار یاری می نماید. این کشف، اخترشناسان را مدتی مشغول نگاه خواهد داشت.

این شی علاوه بر علت قرار دریافت در میان شکاف توده ای، سئوال های دیگری را نیز مطرح می نماید. نابرابری چشمگیر در جرم های این شی و سیاهچاله ای که در آن ادغام شده (که نُه برابر از آن بزرگتر است)، فرضیه نحوه شکل دریافت ستاره های نوترونی و سیاهچاله ها را به چالش می کشد.

به گفته دانشمندان، این بیشترین نابرابری در امواج گرایشی است که تا به امروز دیده شده است.

پرفسور کالوگرا می گوید: این پدیده چالشی برای الگو های فرضی در خصوص ادغام دو شی نجومی با چنین نسبت توده ای است که طی آن، یک شی با جرم کمتر در داخل شکاف توده ای قرار می گیرد. این کشف به معنی آن است که این رویداد ها بیش از آنچه پیشبینی می شد رخ می دهد که آن را به یک شی جالب با جرم پایین تبدیل می نماید.

این شی مرموز می تواند یک ستاره نوترونی باشد که با یک سیاهچاله ادغام شده که خود فرضیه ای هیجان انگیز است، اما این فرضیه هنوز با رصد تایید نشده است. با وجود این، با جرمی برابر با 2.6 برابر خورشید، این شیئی از فرضیاتی که در خصوص حداکثر جرم ستاره های نوترونی وجود دارد تجاوز می نماید که به معنی آن است که ممکن است این (نه یک ستاره نوترونی بلکه) سبک ترین سیاهچاله ای باشد که تا به امروز ردیابی شده است.

به رغم اشتیاق پژوهشگران برای دیدن این شی و ادغام آن، به محض آن که امواج گرانشی آن ردیابی شد، هیچگونه شاهدی دال بر این فرایند به وسیله رصد با تلسکوپ های پایه سبک دیده نشد. تفاوت اندازه احتمالا باعث شده است که سیاهچاله، این شی نجومی مرموز را پیش از آن که بتواند نوری از خود منتشر کند که از زمین قابل رویت باشد، بلعیده است.

ماهیت مخرب و پر خروش این رویداد همچنین به معنی آن است که راهی برای محققان وجود ندارد که بتوانند این شی را پیش از نابودی رصد نمایند. اما دانشمندان امیدوارند بتوانند با ادامه پژوهش هاشان، اجرام بیشتری در شکاف توده ای و نحوه شکل دریافت و ماهیت آن ها بیابند.

چارلی هُوی، یکی از اعضای تیم همکاری های لیگو و دانشجوی دانشگاه کاردیف، می گوید: این نخستین نگاه به چیزی است که می تواند تعداد زیادی اجرام فشرده مضاعف باشد. نکته واقعا هیجان انگیز این است که این تازه اول کار است. با دقیقتر شدن ردیابٔ ها می توانیم سیگنال ها و ستاره های نوترونی و سیاهچاله های بیشتری را در کائنات رصد کنیم.

منبع: ایندیپندنت