مدرکی جدید در خصوص سیاهچاله های متوسط

اخیرا مداركی یافت شده ند كه امكان وجود سیاهچاله هایی با اندازه متوسط را تقویت می كند. در یك طبقه بندی كلی می توان سیاهچاله ها را از نظر اندازه به دو دسته كلی كوچك و بزرگ طبقه بندی كرد. دسته اول تنها چند برابر خورشید جرم دارند و تقریبا همگی اخترشناسان بر این باورند كه این سیاهچاله ها بر اثر فروریزی بقایای نواختری شكل می گیرند . دسته دوم كه اكثرا در مركز كهكشانها جا خوش كرده اند بین چند میلیون تا چند میلیارد برابرخورشید جرم دارند. برخی از دانشمندان معتقدند گونه دیگری از این اجرام مرموز كیهانی وجود دارند كه جرمی بینابین این دو گونه شناخته شده دارند. احتمالا جرم آنها باید بین چند صد تاچند هزار برابر خورشید باشد.با وجود اینكه نحوه شكل گیری این گونه از سیاهچاله ها به هیچ وجه مشخص نیست اما برخی از شواهد ( هرچند به شكل غیر قطعی) از حضور آنها در كیهان حكایت دارد.
نتایج دو تحقیق كه هفته گذشته در كنفرانس انرژیهای بالا ی انجن نجوم آمریكا منتشر شد امكان وجود این سیاهچاله های "میان اندازه " را تقویت می كند. در هردو پژوهش منابع فوق درخشان پرتو X یا به اختصارULX ها، مورد بررسی قرار گرفته اند. این احتمال وجود دارد كه قرصهایی از مواد چرخان داغ كه حول كهكشانی با جرم چند صد تا چند هزار برابر خورشید جرم دارد مولد این نقاط درخشان باشند. این فرضیه ،درخشش بالای این مراكز نورانی را توجیه می كند . البته برخی از اخترشناسان معتقدند كه این درخشها ممكن است از سیاهچاله ای كوچكتر ناشی شده باشد ( سیاهچاله های گونه اول) . این دانشمندان معتقدند اگر ما از روبرو به سمت قرص داغ و چرخان سیاهچاله ای كوچكتر بنگریم و نور ان (البته در پرتو X ) مستقیما به ما برسد ، آنگاه درخشش بالای این منابع قابل توجیه خواهند بود. تحقیقات جدید كه با كمك ماهواره - Newton XMM آژانس فضایی اروپا به انجام رسید این دیدگاه را مورد تردید قرار می دهد و بنابراین احتمال آنكه سیاهچاله های میان اندازه مولد این درخشها باشند را تقویت می كنند.
در تحقیق نخست كه توسط جان میلر از مركز اخترفیزیك هاروارد – اسمیتسون رهبری می شد ، دو ULX را در كهكشان مارپیچی NGC ۱۳۱۳ مورد برررسی قرار دادند. این كهكشان كه ۱۲ میلیون سال نوری از ما فاصله دارد در صورت فلكی " تور" قراردارد. بررسی طیف این منابع نشان داد كه دمای آنها به شكل غیر منتظره ای پایین است. این امر نشان از آن داشت كه سیاهچاله مركزی كه مولد قرص چرخان موادیست كه این درخشها را ایجاد می كند باید جرم بیشتری نسبت به رده سیاهچاله های كم جرم داشته باشد، چراكه با افزایش جرم سیاهچاله آهنگ چرخش قرص اطراف سیاهچاله كاهش می یابد. این كاهش سرعت چرخش مواد كه به دلیل ساختارهای فضا زمانی در اطراف سیاهچاله رخ می دهد باعث می شود تا دمای این مواد نیز كاهش یابد. مطابق محاسبه این گروه تحقیقاتی هریك از دو سیاهچاله مولد دو ULX كهكشان NGC ۱۳۱۳ حدود هزار برابر خورشید جرم دارند. این گروه تحقیقاتی در عین حال بابررسی كامل تصاویر این ناحیه در محدوده پرتوهای X متوجه شدند كه سحابیهای اطراف این منابع نورانی در اثر تابش این منابع فوق درخشان پرتو X گرم و درخشان شده اند. این یافته مهم نشان از آن دارد كه انتشار پرتوهای X از این منابع در همه جهات صورت می گیرد. بنابراین استدلال گروهی از دانشمندان كه درخشش این منابع را مربوط به تابش قرص یك سیاهچال كوچكتر و به شكل متمركز و در یك جهت می دانستند عملا فاقد اعتبار است ( حداقل در خصوص این دو منبع).
گروه تحقیقاتی دوم توجه خود را به سوی یك ULX ویژه در كهكشان M۸۲ معطوف كرد. این كهكشان تقریبا در همان فاصله كهكشان NGC ۱۳۱۳ از ما قرار دارد. ماهواره XMM-Newton موفق به آشكار كردن یك ضربان منظم ۱۸ ثانیه ای در بخش قوی پرتوهای ایكس در این ULX شد. این نخستین گونه چنین ضربانهایی است كه در خارج از كهكشان راه شیری ثبت می شود.اگرچه در مورد علت این ضربان فرضیات متفاوتی وجود دارد اما در هر صورت وجود قرصی از مواد چرخان در آن ناحیه غیر قابل تردید است. تد استرمایر از پژوهشگاه مركز فضایی گدارد ناسا كه رهبری تحقیق مورد بحث را بر عهده دارد ، تاكید كرده است كه تابش این قرص چرخان قطعا نمی تواند تنها در یك جهت منتشر شود.از سوی دیگر بررسی طیف M۸۲ نشان از مشخصه ویژه ای دارد كه خط عریض آهن K (broad iron K line) نامیده می شود. وجود این مشخصه و سایر مولفه های طیف این منبع نشان از آن دارد كه منبع چنین تابش پرتو ایكس باید حداقل ۵۰۰ برابر خورشید جرم داشته باشد. این مساله تایید دیگری مبنی بر وجود سیاهچاله های میان اندازه است.
با وجود ارایه این دو مدرك جدید دانشمندان در این نكته اتفاق نظر دارند كه باید تحقیقات كاملتری در این خصوص به انجام برساند.به ویژه آنكه منبع كهكشان M۸۲ حرارتی بیش از منابع كهكشان NGC ۱۳۱۳ دارد.

منبع : شبکه فیزیکی هوپا