ابرسیاهچاله‌ای که روزانه اندازه یک خورشید را می‌بلعد

به گزارش gsxr از ایسنا، این ابرسیاهچاله در مرکز یک کهکشان اختروش به نام J۰۵۲۹-۴۳۵۱ به قدری مواد را می‌بلعد که اساساً گاز و غباری معادل جرم یک خورشید را هر روزه به درون خود فرو می‌برد.

به گفته ستاره‌شناسان این ابرسیاهچاله در حال حاضر حدود ۱۷ میلیارد خورشید جرم دارد.

گروهی از ستاره‌شناسان به رهبری کریستین ولف از دانشگاه ملی استرالیا می‌گویند که این گرسنه‌ترین سیاه‌چاله‌ای است که تاکنون مشاهده کرده‌ایم و به ‌قدری سریع رشد می‌کند که عملاً در حالت حداکثر مقدار ماده‌ای است که می‌تواند داشته باشد.

کشف این ابرسیاهچاله به مانند یک آزمایشگاه شگفت‌انگیز برای درک چگونگی رشد و تکامل ابرسیاه‌چاله‌ها است.

سیاهچاله‌های کلان‌جرم یا ابرسیاهچاله‌ها نمونه‌های شگفت انگیزی هستند. آنها سیاهچاله‌هایی هستند که میلیون‌ها تا میلیاردها برابر خورشید ما جرم دارند و معمولاً می‌توانند در مراکز کهکشان‌ها به شکل حباب گرانشی غول پیکری که همه چیز به دور آن می‌چرخد، پیدا شوند.

مسئله این است که دانشمندان واقعاً نمی‌دانند کار این سیاهچاله‌ها چگونه به اینجا کشیده می‌شود. سیاهچاله‌های بسیار کوچکتر، یعنی آنهایی که به اندازه چند ۱۰ جرم خورشیدی جرم دارند، از فروپاشی مستقیم هسته ستارگان پرجرم هنگام مرگ آنها شکل می‌گیرند و می‌توانند از طریق برخورد با سیاهچاله‌های دیگر رشد کنند.

اما حقیقتا ابرسیاه‌چاله‌ها برای اینکه به این طریق بزرگ شوند، به ‌ویژه در اوایل تاریخ کیهان بسیار بزرگ هستند و ما نمی‌دانیم که چگونه به این اندازه رسیده‌اند.

مباحث نظری دیگری نیز درباره چگونگی شکل‌گیری ابرسیاهچاله‌ها وجود دارد، اما یکی از راه‌هایی که می‌توانیم بهتر بفهمیم ابرسیاه‌چاله‌ها چگونه به این اندازه می‌رسند، جستجوی آنهایی است که در حال رشد هستند تا آنها را مطالعه کنیم و به رازشان پی ببریم. اینجاست که اختروش‌هایی مانند J۰۵۲۹-۴۳۵۱ وارد صحنه می‌شوند. اینها کهکشان‌هایی با سیاهچاله‌های مرکزی هستند که به شدت آنها را تغذیه می‌کنند.

سیاهچاله در مرکز یک توده عظیم، آشفته و چرخان از مواد قرار دارد که در اطراف سیاهچاله می‌چرخد و مانند آبی که به صورت چرخان درون سینک فرو می‌رود، به آن می‌ریزد.

اصطکاک و گرانش شدید باعث می‌شود که این مواد تا میلیاردها یا حتی تریلیون‌ها درجه گرم شوند و در سراسر طیف نور به شدت در فضا شعله‌ور شوند. ستاره‌شناسان می‌توانند این نور را مطالعه و آن را از هم جدا کنند تا خواص سیاهچاله درون آن را بررسی کنند.

اختروش J۰۵۲۹-۴۳۵۱ اختروشی است که حدود ۱.۵ میلیارد سال پس از مه‌بانگ تشکیل شده است. این یعنی این اختروش در اوایل تاریخ کیهان تشکیل شده و نور آن بیش از ۱۲ میلیارد سال سفر کرده است تا به ما برسد. جرم عظیم آن ۱۷ تا ۱۹ میلیارد برابر جرم خورشید است که البته بزرگترین جرمی که تا به حال دیده شده نیست، اما مطمئناً از پرجرم‌ترین‌هاست و درک و تصور آن دشوار است.

با این حال، سرعتی که این ابرسیاهچاله مواد اطراف خود را مصرف می‌کند، می‌تواند اندازه عظیم آن را روشن کند.

ولف و همکارانش محاسبه کردند که این ابرسیاهچاله با سرعتی حدود ۳۷۰ جرم خورشیدی در سال در حال رشد است. این مقدار کمی بیشتر از بلعیدن جرمی معادل یک خورشید در هر روز است.

با توجه به جرم این ابرسیاهچاله، این مقدار بسیار نزدیک به حدی است که به عنوان حد ادینگتون(Eddington limit) شناخته می‌شود. حد ادینگتون حداکثر نرخ پایداری است که یک سیاهچاله می‌تواند از آن تغذیه کند. یک سیاه‌چاله می‌تواند برای مدت کوتاهی تحت انباشت اَبَر ادینگتون قرار گیرد، اما با این سرعت‌ها، ماده به شدت شروع به درخشش می‌کند که فشار تشعشع، مواد اطراف سیاه‌چاله را تا زمانی که از دسترس گرانشی خارج شوند، دور می‌کند.

این بدان معناست که سیاهچاله‌ای که J۰۵۲۹-۴۳۵۱ را تامین می‌کند، تقریباً با تمام سرعتی که می‌تواند در حال رشد است.

در واقع به نظر می‌رسد که بسیاری از اختروش‌ها میزبان سیاهچاله‌هایی نزدیک به انباشت حد ادینگتون هستند، اما J۰۵۲۹-۴۳۵۱ تا اینجا درخشان‌ترین و درنده‌ترین سیاه‌چاله‌ای است که تا به امروز دیده‌ایم.

پژوهشگران می‌گویند: از نظر درخشندگی و نرخ رشد احتمالی J۰۵۲۹-۴۳۵۱ وحشی‌ترین اختروش شناخته شده است.

هنوز چیزهای زیادی در مورد J۰۵۲۹-۴۳۵۱ نمی‌دانیم. مکانیسم افزایش انباشت عظیم آن هنوز شناخته نشده است و نگاهی دقیق‌تر با استفاده از آرایه میلی‌متری/زیرمیلی‌متری بزرگ آتاکاما در شیلی می‌تواند چگونگی حرکت گاز در این کهکشان و نحوه چرخش کهکشان را نشان دهد.

پژوهشگران همچنین امیدوارند که اختروش‌های افراطی دیگری را که در نقاط دوردست فضازمان در کمین هستند، بیابند.

اگرچه چنین نمونه‌های افراطی از این اجرام نادر هستند، اما ولف و همکارانش معتقدند که در کیهان وسیع و شگفت‌انگیز، موارد بیشتری در انتظار کشف هستند.

این پژوهش در مجله Nature Astronomy منتشر شده است.