سیاه چاله‌های کلان جرم اجرام فوق بزرگی در مرکز کهکشان‌ها هستند و تحقیق جدیدی در مورد ماهیت آن‌ها باعث مطرح شدن سوالات نگران‌کننده‌ای در مورد سرنوشت جهان ما شده است.

اخیرا دو گروه مجزا از دانشمندان پس از تحقیقات گسترده به این نتیجه رسیده‌اند که سیاه چاله های کلان جرم از کهکشان‌های خود سریع‌تر رشد می‌کنند و ابعاد آن‌ها بسیار بیشتر از آن چیزی است که ستاره شناسان تخمین می‌زدند.

به صورت کلی می‌توان گفت که تقریبا در مرکز هر کهکشان بزرگ مانند کهکشان راه شیری، یک سیاه چاله کلان جرم (Supermassive Black Hole) قرار گرفته است که به عنوان جرمی با جاذبه فوق‌العاده قوی، همه‌ چیز را به سمت خودش می‌کشد و از سیاه‌ چاله‌ های معمولی هم به مراتب بزرگ‌تر است.

تصویری خیالی از یک سیاه چاله؛ این اجرام مستقیما قابل رویت نیستند و تنها به کمک تاثیراتشان بر روی محیط اطراف شناسایی می‌شوند.

البته در همین ابتدا لازم به ذکر است که دانشمندان هرگونه نگرانی در مورد بلعیده شدن کهکشان‌ها توسط سیاه چاله های کلان جرم را رد کرده‌اند؛ گانگ یانگ (Guang Yang)، از پژوهشگران دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا که رهبری یکی از این تیم‌های تحقیقاتی را بر عهده داشت، می‌گوید که این جرم‌های عظیم در مقابل کهکشان میزبان خود بسیار کوچک هستند و خطری از این بابت ما را تهدید نمی‌کند.

احتمال ‌تبدیل سیاه چاله های کوچک به سیاه چاله کلان جرم، در زمانی که کهکشان در ابتدای رشد بوده مطرح می‌شود؛ به هر حال دلیل این پدیده‌ها هرچه که باشد، با در نظر گرفتن نتایج کسب‌شده توسط دو تیم تحقیقاتی می‌توان اطمینان داشت که نرخ رشد سیاه چاله های کلان جرم با کهکشان‌های میزبانشان یکی نیست.

با وجود اینکه هم‌اکنون سیاه چاله ها دیگر رشد نمی‌کنند، تحقیقات تیم یانگ نشان داده است که هر چه کهکشانی بزرگ‌تر باشد، سیاه چاله کلان جرم مرکز آن با سرعت بیشتری نسبت به نرخ تولد ستاره‌های موجود در کهکشان، رشد کرده است.
 

سیاه چاله های کلان جرم و کهکشان‌های میزبان

ستاره شناسان به دو دلیل، به پژوهش در مورد رابطه سیاه چاله ها و کهکشان‌های آن‌ها علاقه‌مند هستند؛ دلیل اول این است که اگر بتوان جرم یکی از این دو را بر اساس جرم دیگری محاسبه کرد و قانونی کلی برای این رابطه پیدا کرد، اندازه‌گیری جرم یک سیاه چاله کلان جرم به صورت غیرمستقیم ممکن می‌شود. از طرف دیگر، کشف هر رابطه پایدار بین این دو مفهوم کمک بزرگی به فهمیدن فرآیند شکل‌گیری کهکشان‌ها و قوانین حاکم بر این پروسه می‌کند.

یانگ و همکارانش برای رسیدن به نتایج تحقیقشان که در ژورنال “Monthly Notices of the Royal Astronomical Society” به چاپ رسیده، داده‌های مربوط به 30 هزار کهکشان را مورداستفاده قرار دادند. این اطلاعات از طریق تجهیزات پیشرفته‌ای مانند تلسکوپ فضایی هابل، رصدخانه فضایی اسپیتزر (Spitzer Space Telescope) و وسایل فوق پیشرفته دیگری که بر روی زمین، کیهان را رصد می‌کنند، تهیه شده بود و کهکشان‌های موردبررسی هم بین 4.3 تا 12.2 میلیارد سال نوری از زمین فاصله داشتند.

همانطور که اشاره شد،‌ آنالیز این داده‌ها نشان داد که هرچه کهکشان بزرگ‌تر باشد، نسبت بین نرخ رشد سیاه چاله کهکشان و نرخ رشد ستاره‌های آن بیشتر است؛ به ‌عنوان مثال نسبت موجود برای کهکشانی که 100 میلیارد ستاره به اندازه خورشید دارد، ده برابر عدد مربوط به یک کهکشان دیگر با 10 میلیارد ستاره است.

یانگ در یکی از مصاحبه‌هایش می‌گوید که کهکشان‌های بزرگ‌تر سیاه چاله های کلان جرم خود را بیشتر از کهکشان‌های کوچک، پرورش می‌دهند؛ با این حال هنوز مشخص نیست که این جرم‌های عظیم در شکل‌گیری کهکشان میزبانشان دقیقا چه نقشی دارند.
 

پژوهشی از دانشمندان اروپایی

در مقاله دوم مرتبط با این موضوع، گروهی از دانشمندان به سرپرستی مار مزکوا (Mar Mezcua) از موسسه علوم فضایی بارسلونای اسپانیا به نتایجی مشابه یافته‌های تیم یانگ،‌ دست یافتند. در این پژوهش 72 کهکشان که حداکثر در فاصله 3.5 میلیارد سال نوری از ما بودند، به وسیله اشعه ایکس و داده‌های امواج رادیویی رصدخانه‌های مختلف و مجهز به تکنولوژی‌های پیشرفته موردبررسی قرار گرفتند.

تیم مزکوا عددهای به دست آمده در مورد جرم سیاه چاله های کلان جرم این کهکشان‌ها را با عددهایی که از محاسبات معمول به دست آمده بود،‌ مقایسه کرد. بر طبق این محاسبات، سیاه چاله و کهکشان باید تقریبا با یک نرخ رشد کنند، اما برخلاف انتظار آنالیز داده‌ها نشان داد که سیاه چاله های کلان جرم رصد شده 10 برابر بیشتر از آن چیزی که محاسبه شده بود، جرم داشتند.

تمامی کهکشان‌های موردبررسی مزکوا و همکارانش از نوع BCG یا همان روشن‌ترین کهکشان در میان خوشه‌ای از کهکشان‌ها بودند و این دانشمند در مورد یافته‌های تیمش می‌گوید که جامعه علمی پیش از این در مورد وجود سیاه چاله های کلان جرمی با این ابعاد،‌ در میان کهکشان‌های BCG اطلاعاتی نداشت.

در مقاله این گروه که به زودی در ژورنال “Monthly Notices of the Royal Astronomical Society” به چاپ می‌رسد، ذکر شده که دو توضیح در مورد چگونگی شکل‌گیری چنین جرم‌های عظیمی وجود دارد؛ در احتمال اول قبل از به وجود آمدن کهکشان، سیاه ‌چاله به شکل گرفته، اما احتمال دوم برخلاف این توضیح است.

توضیح دوم، احتمال ‌تبدیل سیاه چاله های کوچک به سیاه چاله کلان جرم، در زمانی که کهکشان در ابتدای رشد بوده مطرح می‌شود؛ به هر حال دلیل این پدیده‌ها هرچه که باشد، با در نظر گرفتن نتایج کسب‌شده توسط دو تیم تحقیقاتی می‌توان اطمینان داشت که نرخ رشد سیاه چاله های کلان جرم با کهکشان‌های میزبانشان یکی نیست.

با این تفاسیر، ممکن است چنین دستاوردهای علمی در زندگی روزمره ما و مسائلی که با آن‌ها سر و کار داریم بی‌اهمیت به نظر بیایند، اما توجه به این نکته خالی از لطف نیست که تلاش‌های اینچنین علاوه بر نمایش اهمیت دانش‌اندوزی و دوری از خرافات، دستاوردهای مهم و بنیادی را نشان می‌دهند که در صورت پیشرفته و مترقی بودن یک جامعه، برای دانشمندان آن جامعه قابل‌دسترسی هستند.

منبع: گجت نیوز