شرح خبر

مجموعه‌ای سه‌تایی از سیاه‌چاله‌های بسیار سنگین که نزدیک به یکدیگر در حال چرخش‌اند‏، در کهکشان شناسایی شده است که در فاصله 4/2 میلیارد سال نوری قرار دارند. تیمی بین‌المللی از ستاره‌شناسان که این کشف را انجام دادند اشاره داشتند چنین مجموعه‌های سه‌تایی بسیار نادر هستند‏، زیرا اکثر کهکشان‌ها تنها یک سیاه‌چاله در مرکز خود دارند. این مجموعه به طور ویژه برای ستاره‌شناسان جالب است زیرا دو تا از این سه سیاه چاله دارای قید محکمی به یکدیگر هستند که جفت دوتایی «محکمی» را در این مجموعه شکل می‌دهند.

مجموعه سیاه‌چاله بسیار سنگین سه‌تایی

ستاره‌شناسان می‌دانند سیاه‌چاله‌های بسیار سنگین (بزرگ‌ترین نوع سیاه‌چاله‌ها‏، که می‌توانند میلیاردها جرم خورشیدی (2*1030 کیلوگرم) وزن داشته باشند‏، در قلب بیشتر کهکشان‌ها، از جمله کهکشان راه شیری ما، قرار گرفته‌اند. بر این باوریم که بیشتر کهکشان‌ها به واسطه برخوردها و ادغام‌های میان کهکشان‌های کوچک‌تر تکامل یافته‌اند، بنابراین برخی کهکشان‌های بزرگ‌تر باید شامل چند سیاه چاله بسیار سنگین باشند. وجود دو یا چند مراکز نیروی جاذبه‌ای این چنینی در کهکشان، گازها و ستاره‌ها‌ی موجود در مرکز کهکشان میزبان را از هم جدا می‌کند. این امر نیز به نوبه خود می‌تواند انفجار ستاره یا حتی بیرون‌رانی یکی از سیاه‌چاله‌ها را از کهکشان در پی داشته باشد.

سه‌قلوهای سنگین‌وزن

تا به امروز، تنها تعداد اندکی از کهکشان‌ها با دو سیاه‌چاله بسیار سنگین یافت شده‌اند و تنها چهار مجموعه با سه سیاه‌چاله در حال حاضر شناخته شده است. کم‌ترین فاصله میان سیاه‌چاله‌ها در مجموعه‌ای دوتایی 2/4 کیلو پارسک (حدود یک‌دهم قطر صفحه اصلی کهکشان راه‌ شیری) بوده است. این مجموعه جدید که توسط Roger Deane از دانشگاه کیپ تاون، آفریقای جنوبی و هم‌کارانش شناسایی شده است‏، شامل دو سیاه‌چاله بسیار سنگین است که تنها 140 پارسک از یکدیگر فاصله دارند‏، در حالی که سومی در 7 کیلو پارسکی جفت نزدیک به هم قرار دارد. دو سیاه‌چاله این جفت با سرعتی بالا‏، بیش از 100،000 متر بر ثانیه به دور آن یکی دیگر می‌چرخند.

این تیم در حالی این کشف را انجام داد که در حال مطالعه شش کهکشان دیگر بود، که بر اساس مشاهدات نوری و نزدیک به مادون قرمز انجام‌شده روی آنان تصور می شد دارای مجموعه سیاه‌چاله‌های بسیار سنگین دوتایی باشند. پژوهشگران دریافتند که یکی از سیاه‌چاله‌ها در واقع دو تا است‏، از این رو آن مجموعه خاص یک مورد سه‌تایی است. از آن‌جا که ستاره‌شناسان مجبور به جستجو در میان کاندیداهای زیادی برای یافتن مجموعه (برای مطالعه) نیستند، بر این باورند سیاه‌چاله‌هایِ دوتاییِ سخت به هم پیچیده‌شده و در حقیقت سه‌تایی می‌تواند بیش از آن‌چه در گذشته تصور می‌شد، متداول باشد.

رادیوتلسکوپ‌های غول‌آسا

این تیم روشی را به کار گرفت که از مدت‌ها قبل به عنوان تداخل‌سنجی مبنا (VLBI) برای مطالعه مجموعه‌های سه تایی شناخته می‌شد. VLBI رادیوتلسکوپ غول‌آسایی ایجاد می‌کرد که با ترکیب کردن سیگنال‌های آنتن‌های رادیویی بزرگ، که می‌توانند تا ده هزار کیلومتر از یکدیگر فاصله بگیرند؛ هزاران کیلومتر از کره زمین را پوشش می‌داد. این روش مشاهده جزئیات اشیاء را به اندازه 50 بار دقیق‌تر از تلسکوپ فضایی هابل برای ستاره‌شناسان میسر می‌کرد. مشاهدات کنونی با شبکه اروپایی VLBI (EVN) انجام و داده‌ها در موسسه‌ای مشترک برای VLBI اروپا (JIVE) در هلند جمع‌آوری شد.

Deane به physicsworld.com گفت این کشف، توان VLBI را در تمایز گذاشتن میان اشیاء سه تایی در مجموعه‌هایی که در فاصله بسیار زیادی از زمین قرار گرفته‌اند، نشان می‌دهد. پیش از این آخرین کشف، جفت سیاه‌چاله بسیار سنگینی با نزدیک‌ترین مدار (با فاصله حدود 7 پارسک) در کهکشان شناسایی شد که در فاصله 750 میلیون سال نوری از زمین فاصله داشت. او می‌گوید: «مجموعه ما در فاصله 4/2 میلیارد سال نوری قرار دارد، که بسیار دورتر از نزدیک‌ترین جفت شناخته‌شده به ما است‏، این موضوع نشان می‌دهد که روش VLBI می‌تواند برای کاوش جفت سیاه‌چاله‌های نزدیک که در فاصله‌ای به اندازه کسری از زمان کیهانی (زمانی که از انفجار بزرگ تاکنون سپری شده) هستند‏، استفاده شود.

فواره‌های چرخان

وجود جفت‌های مقید توسط ویژگی بارز دیگری (فواره‌های رادیویی در ابعاد وسیع که از سیاه‌چاله‌ها نشأت گرفته بودند) نیز آشکار شد. این فواره‌های اخترفیزیکی یکی از مشخصه‌های معمول سیاه‌چاله‌های بسیار سنگین است که مواد بهم پیوسته‌ای هستند که حول افق رویداد سیاه‌چاله جمع شده‌اند و زمانی که سعی دارند به داخل چاله بیفتند‏، در راستای محور چرخش آن به بیرون رانده می‌شوند. مجموعه‌های سه‌تایی سه تا از این فواره‌ها دارند و Deane و هم‌کارانش دریافتند وجود جفت نزدیک به هم در ویژگی‌های فواره‌ها قابل شناسایی است. در واقع، حرکت دایره‌ای سیاه‌چاله‌ها در جفت، فواره‌ها را به شکل مارپیچ یا شبیه S خم می‌کند. این مشاهدات «مدرک غیر قابل انکاری» را در خصوص دوتایی بودن مجموعه سیاه‌چاله‌ها در اختیار ستاره‌شناسان قرار می‌دهد که می‌تواند برای جست‌وجوهای آتی مورد استفاده قرار گیرد.

هم‌چنین Deane اشاره کرد که این مجموعه کرانی سه‌تایی می‌تواند امواج گرانشی تولید کند. تلسکوپ‌های آتی‏، مانند Square Kilometre Array‏، باید بتوانند این امواج را برای سیاه‌چاله‌هایی که حتی نزدیک‌تر از این هم به یکدیگر هستند‏، آشکارسازی کنند. Deane می‌گوید «این موضوع هیجان شدیدی در من ایجاد کرد زیرا این تنها گوشه‌ای از اکتشافات بسیاری است که Square Kilometre Array میسر خواهد کرد».

نویسنده: Tushna Commissariat گزارشگر physicsworld.com است.

منبع: Couple emerges from trio of supermassive black holes

مرجع: A close-pair binary in a distant triple supermassive black hole system



نویسنده خبر: مهسا توکلی دوست
کد خبر :‌ 1505

آمار بازدید: ۲۳۸
همرسانی این خبر را با دوستان‌تان به اشتراک بگذارید:
«استفاده از اخبار انجمن فیزیک ایران و انتشار آنها، به شرط
ارجاع دقیق و مناسب به خبرنامه‌ی انجمن بلا مانع است.»‌


صفحه انجمن فیزیک ایران را دنبال کنید




حامیان انجمن فیزیک ایران   (به حامیان انجمن بپیوندید)
  • پژوهشگاه دانش‌های بنیادی
  • دانشگاه صنعتی شریف
  • دانشکده فیزیک دانشگاه تهران

کلیه حقوق مربوط به محتویات این سایت محفوظ و متعلق به انجمن فیریک ایران می‌باشد.
Server: Iran (45.82.138.40)

www.irandg.com