دو سیاهچاله‌ی در حال ادغام با جرم‌هایی که قابل‌توضیح نیست را می‌توان با سیاهچاله‌های مرکزی دو کهکشان کوچکِ دور از هم که با یکدیگر ادغام شده‌اند توصیف کرد.

گروه همکاری لایگو (LIGO) و ویرگو (Virgo) در ۲۱ ماه می سال ۲۰۱۹ آشکارسازی موج گرانشی غیرمنتظره‌ای را ثبت کرد. این سیگنال که GW190521 نامیده شد، از ادغام دو سیاهچاله ایجاد شده که جرم هر یک در محدوده‌ای قرار می‌گیرد که در نظریه‌های متداول تحول ستاره‌ای مجاز نیست (ببینید: A Heavyweight Merger). اکنون آنتونلا پالمیس (Antonella Palmese)، از آزمایشگاه ملی شتاب‌دهنده‌ی فرمی (Fermilab) و دانشگاه شیکاگو، و کریستوفر کانسلایس (Christopher Conselice)، از دانشگاه منچستر در انگلیس، مطرح کرده‌اند که این رصد را می‌توان با ادغام سیاهچاله‌های مرکزی دو کهکشان کوتوله‌ی کم‌جرم توضیح داد^۱. چنین سیاهچاله‌هایی با «جرم غیرمجاز» می‌توانند، بدون نیاز به بازنویسی مدل‌های تشکیل سیاهچاله‌های ستاره‌ای، از چندین ادغام پی‌در‌پی سیاهچاله‌های کوچک‌تر در کهکشان‌های کوتوله تشکیل شوند.

محققان برای آزمودن طرح پیشنهادی خود ابتدا جرم‌های سیاه‌چاله‌ها در مرکز کهکشان‌های کوتوله را بر پایه‌ی روابط شناخته‌شده میان جرم سیاهچاله‌ی مرکزی و جرم ستاره‌ای کل کهکشان‌های بزرگ‌تر برون‌یابی کردند. سپس با استفاده از مجموعه داده‌های رصدی که جزئیات چگونگی تغییر جمعیت‌ کهکشان‌های کوتوله با زمان را نشان می‌دهد آهنگ ادغام این کهکشان‌ها را به صورت تابعی از فاصله‌ی آنها از زمین محاسبه کردند. در نهایت تعیین کردند که چقدر زمان لازم است تا دو سیاهچاله‌ی مرکزی دو کهکشان پس از شروع ادغام کهکشان‌ها با یکدیگر ادغام شوند. پالمیس و کانسلایس با تخمین تعداد کهکشان‌های کوتوله‌ای که احتمالاً میزبان سیاهچاله‌هایی هستند که جرمی مشابه اجرام مورد نظر GW190521 دارند، به این نتیجه رسیدند که ادغام کهکشان‌های کوتوله توضیح قابل‌قبولی است. رصد دیگر ادغام‌هایی که شامل سیاهچاله‌هایی است که در این محدوده‌ی جرمی قرار دارد و تجزیه‌وتحلیل‌های عددی بیشتر سیاهچاله‌های کهکشان‌ها و خوشه‌های نزدیک می‌تواند این سناریو را تأیید کند و راه جدیدی جهت درک تشکیل کهکشان و منشأ همچنان مرموز سیاهچاله‌های ابَرپرجرم بگشاید.

منبع:

https://physics.aps.org/articles/v14/s52

نویسنده:

ریچارد برکوویچ (Rachel Berkowitz)، سردبیر مکاتبه‌ای based در ونکوور کانادا است.

مراجع: